Всякое творение человеческих рук начинается с проекта, тем более такое творение, как космический корабль. У истоков любого космического эксперимента стоят специалисты-проектанты. Их забота – проектирование корабля в целом. Именно они определяют, какие задачи должен решить новый корабль и каким он должен быть.

Им приходится считаться с множеством факторов, носящих, как правило, комплексный характер. Это и технический задел по идеям, и возможности аппаратуры и оборудования, и энергетические характеристики ракеты-носителя, и сроки воплощения идей в металл.

В период подготовки проекта разрешаются все принципиальные вопросы, от которых зависит достижение главной цели полета. Например, в проекте «Союз–Аполлон» надо было установить, могут ли в принципе совершить совместный полет, сближение и стыковку на орбите корабли «Союз» и «Аполлон», удастся ли при этом обеспечить переход экипажей из одного корабля в другой, организовать взаимодействие наземных комплексов двух стран.

Но вот родился проект – сплав исходных данных и технических требований к конструкции, компоновке, работе бортовых систем и программе полета корабля. Теперь приступают к делу специалисты по чертежно-технической документации, начинается изготовление корабля. На этом этапе работы проектанты следят за тем, как разработчики конструкции, аппаратуры и оборудования осуществляют заданные проектные требования. Если требуется, они вмешиваются в ход работ, принимают технические решения, помогающие устранить те или иные отклонения от заданных параметров.

Одновременно специалисты по управлению составляют полетную документацию. Она состоит из бортовой документации, которая находится на кораблях и является руководством к действиям космонавтов, и документов для наземного персонала Центров управления полетом. В процессе работы форма и содержание полетной документации меняются, но последняя редакция определяет весь план действий строго и однозначно.

А. Леонов на борту «Союза-19». Снимок сделан во время полета.

Наконец корабль изготовлен, испытан и отправлен на космодром для проведения заключительных испытаний и операций по подготовке к пуску. Однако и на этой стадии проектантам приходится оперативно увязывать с проектом возникающие отклонения от заданных требований. Даже после старта корабля они не могут вздохнуть свободно: ведь каждую минуту может потребоваться их помощь, если на корабле произойдут отклонения, не предусмотренные разработанной полетной документацией.

При подготовке полета «Союз–Аполлон» работа проектантов в принципе не отличалась от той, о которой мы рассказали, но имела и свои особенности, так как решено было использовать уже разработанные для других космических программ корабли. Поэтому совместимые системы проектанты вместе с разработчиками систем должны были выбрать с такими характеристиками, чтобы они хорошо взаимодействовали между собой и все новое гармонично вписалось в отработанные корабли.

При определении совместной программы и нам, и американцам пришлось тщательно изучить «характер» будущего корабля-партнера, то есть особенности его летных качеств, и учитывать их при планировании полета. Не обошлось, конечно, без «несовместимостей». В таких случаях исследовались различные возможные варианты изменений в конструкции кораблей, позволяющие преодолеть «несовместимость», оценивалось, насколько они велики и выполнимы ли в требуемые сроки. Только после такого всестороннего рассмотрения принималось решение. Эта многогранная работа по проектной увязке, как ее называют специалисты, велась в тесном содружестве со специалистами всех рабочих групп. Возглавляли ее с советской стороны технический директор проекта член-корреспондент К. Д. Бушуев и его заместитель, руководитель первой рабочей группы В. А. Тимченко. С американской стороны во главе с техническим директором проекта доктором Г. Ланни в этой работе участвовали П. Франк – руководитель первой рабочей группы от США и ведущие проектанты НАСА. У каждого из них, как и у советских специалистов, за плечами был большой опыт в создании и отработке космических кораблей.

По мере того как выяснялось, какие новые элементы и системы необходимо ввести в конструкцию кораблей для совместного полета, добавлялись и новые заботы – как все это разместить на корабле. Ведь дополнительное оборудование не должно мешать нормальной работе основных систем: затенять, скажем, зону обзора оптических приборов, искажать характеристики антенн. Или, к примеру, как установить агрегат стыковки, который внешне напоминает ромашку с тремя лепестками? На первый взгляд, при такой его конфигурации – дело несложное. Однако, когда примерили агрегат к «Союзу», оказалось, что расположение лепестков (выступов) на кольце агрегата стыковки далеко не безразлично кораблю.

Та же трудность была и с американским кораблем. На «Аполлоне» лепесток мог закрыть поле зрения визирного устройства, установленного на одном из иллюминаторов командного модуля и используемого при причаливании и стыковке. На «Союзе» нам пришлось искать такое расположение агрегата, при котором его лепестки не ограничивали бы зону обзора стыковочной мишени и поле зрения наружной телекамеры.

В итоге были соблюдены все требования на обоих кораблях. Больше того, удалось сделать так, что если бы стыковались, например, два «Союза» друг с другом, то через оптический визир-ориентатор на одном корабле можно было бы наблюдать стыковочную мишень на другом корабле, и наоборот. А это вполне может пригодиться в будущем. Во время работы над проектом было обнаружено еще вот что: порой согласованная работа систем кораблей, особенно в состыкованном состоянии, обеспечивается лишь при изменении обычных режимов, предусмотренных для «Союза» и «Аполлона» в автономных полетах. Эта проблема возникла, когда мы обсуждали, как будет происходить подзарядка бортовых аккумуляторов «Союза» от его солнечных батарей во время полета кораблей в состыкованном состоянии. Дело в том, что американский корабль не может длительное время находиться к Солнцу тем боком, который освещается вместе с солнечными батареями «Союза». Чтобы «Аполлону» обеспечить нормальные условия, его необходимо на всем протяжении совместного полета медленно поворачивать или держать повернутым вокруг продольной оси на угол 35 градусов. Но если связку кораблей ориентировать подобным образом, то солнечные батареи «Союза» будут освещаться Солнцем не под прямым углом и станут работать менее эффективно.

Вообще-то говоря, такая, как мы говорим, «косая» ориентация на Солнце применялась в полете кораблей «Союз». В частности, на тех участках полета, когда нет большого расхода электроэнергии и достаточно небольшой подзарядки бортовых аккумуляторов – буферных химических батарей. Конечно, повернуть «Аполлон» в связке можно было и путем «косой» установки агрегатов стыковки на обоих кораблях, развернув их лепестки вокруг продольной оси агрегата на те же 35 градусов. Однако в этом варианте стыковочный агрегат «Союза» было трудно разместить под головным обтекателем корабля и, кроме того, ухудшалось поле зрения оптических устройств и «Аполлона» и «Союза». Мы пошли на «косую» ориентацию всей связки на Солнце в интересах «Аполлона», хотя это и заставило увеличить емкость буферных батарей «Союза».

Надо сказать, что без обоюдной готовности идти на технические компромиссы, без взаимного стремления сделать все возможное, чтобы добиться полностью согласованного решения, было бы просто немыслимо практически осуществить проект совместного полета. И мы, и американцы брали на себя дополнительные обязательства, связанные либо с выполнением некоторых операций во время полета, либо с различными доработками кораблей.

Так, согласно принятому для совместного полета методу сближения и причаливания, получалось, что «Союз» в течение длительного времени должен поддерживать ориентацию, очень невыгодную для него: его солнечные батареи слабо, а то и совсем не освещаются Солнцем. Выход был один – перевернуть рабочую плоскость фотопреобразователей, установленных на створках солнечных батарей. Проще говоря, вывернуть наизнанку солнечные батареи, какие обычно стоят на «Союзе». Так и сделали. Необходимые условия по ориентации для сближения были обеспечены.

Над солнечными батареями нам пришлось поработать и по другой причине. Оказалось, что работа двигателей реактивной системы управления «Аполлона» по крену вызывает при стыковке непривычно большие для солнечных батарей «Союза» колебания. Объединенными усилиями проектанты и специалисты других рабочих групп взялись за эту проблему. После тщательного анализа и обсуждения сочли необходимым изменить режим работы двигателей «Аполлона» и разработать новую конструкцию солнечных батарей для «Союза». И на нашем корабле появились солнечные батареи более устойчивые к колебаниям, чем прежние.

Немало пришлось поломать голову и над размещением антенн совместимых радиостанций для связи экипажей между собой и с наземными пунктами. Добиваясь их эффективной работы, мы расположили антенны максимально далеко от солнечных батарей, других антенн и корпуса самого корабля. Кстати говоря, до вывода корабля на орбиту антенны находятся под головным обтекателем в сложенном виде. Пришлось позаботиться и о том, чтобы обеспечить радиосвязь, хотя бы и на меньшей дальности, в том случае, если механизмы раскрытия антенн не сработали бы. Разумеется, в любом положении эти антенны не должны были мешать работе элементов агрегата стыковки. Все это потребовало от проектантов и конструкторов немалой изобретательности. Даже такая, вроде бы элементарная, задача, как размещение импульсных световых маяков, по которым экипаж «Аполлона» мог обнаружить «Союз» и следить за ним на неосвещенном участке полета, оказалась вовсе не простой. Световые вспышки маяков должны быть видны с разных сторон – значит, нельзя допустить, чтобы их затеняли элементы конструкции корабля. Однако на участке причаливания яркие вспышки начинают ослеплять экипаж активного корабля, и поэтому их надо выключить. А вдруг по каким-либо причинам их не выключат? Лучше сделать так, чтобы маяки, когда корабли вблизи, чем-то затенялись. Вот почему на «Союзе» их установили таким образом, что при сближении на расстоянии в несколько метров маяки оказывались затененными передней частью корабля и уже не слепили экипаж «Аполлона».

Не всегда, к сожалению, удавалось все предусмотреть заранее. Вот, скажем, для проведения запланированного совместного эксперимента «Ультрафиолетовое поглощение» на борту «Союза» устанавливалось американское оборудование – три оптических отражателя. Был согласован план работ, и все шло в соответствии с ним. Но американские специалисты неожиданно выдвинули новое требование: для защиты отражателей от загрязнения ввести специальные крышки, которые должны быть открыты непосредственно перед экспериментом.

Легко сказать – ввести. Ведь вся документация к этому времени была выпущена, корабли находились уже в сборочном цехе. Как быть? Решили не вносить изменений в приборы и кабельную сеть корабля, а сделать автономную схему управления защитными крышками. Поставили дополнительный пульт управления защитными крышками, а провода от него проложили отдельно от бортовой кабельной сети.

Пришлось поломать голову при установке на «Союзе» американского радиооборудования. Когда работает аппаратура аналогичного типа, всегда возникает вопрос, связанный с защитой от помех цепей электропитания. Такие помехи обычно выявляют и устраняют при анализе на этапе разработки электрических схем корабля и при испытаниях на электрическом аналоге корабля. Подобные работы с американской радиостанцией мы не могли провести в полном объеме. Поэтому предложили ввести для нее автономный источник электропитания, установив его на минимальном расстоянии от УКВ-радиостанции. Много труда было затрачено на взаимную увязку схем установки и режимов работы советских и американских телекамер и киноаппаратуры, так как условия освещенности для тех и других часто не совпадали. Одни из этих вопросов решались инженерным анализом, другие отрабатывались на специальных макетах жилых отсеков кораблей «Союз» и «Аполлон» в СССР и в США.

Таковы лишь некоторые проектно-компоновочные вопросы, с которыми приходилось сталкиваться советским и американским специалистам при подготовке кораблей к совместному полету. Далеко не все из них удавалось решить сразу. Техническое наступление на проект продолжалось. И на финише нашей общей работы все было «очень о’кэй».

Внешне программа совместного полета кораблей «Союз» и «Аполлон» не выглядит такой уж сложной. Два корабля, советский и американский, выводятся на орбиту своими ракетами-носителями, затем они сближаются, состыковываются, и экипаж одного корабля переходит в другой.

К тому времени, когда начались работы по проекту, и в Советском Союзе и в Соединенных Штатах Америки было выполнено несколько пилотируемых полетов, во время которых решались те же задачи – сближение, стыковка и переход экипажа в другой корабль, и специалисты двух стран накопили значительный опыт в подготовке и осуществлении подобных полетов. Но когда на встрече в Хьюстоне в июле 1972 года П. Франк, будущий руководитель полета с американской стороны, взял кусочек мела и, подойдя к доске, предложил сделать набросок программы предстоящего полета, стало очевидно, что воспользоваться этим опытом для осуществления общего эксперимента в космосе совсем не просто.

Трудно проходили первые встречи, каждую проблему подолгу обсуждали. Сначала мы рассказывали, как это делается у нас, затем выслушивали вариант американских коллег. Естественно, и та и другая сторона отстаивали свою точку зрения. Но в конце концов все соглашались, что необходимо достичь взаимопонимания. Для этого мы не жалели сил и времени.

Особенно долго и трудно обсуждался вопрос о составе полетных документов и о порядке их выпуска. Дело в том, что американские специалисты выпускают полетную документацию, как только определяются контуры программы будущего полета. В этом «сыром» документе много неточностей, много незаполненных страниц. Во время работы над проектом в него вносятся дополнения и изменения, так что к моменту старта в документе есть уже все, что необходимо знать и уметь выполнять астронавтам.

Полетная документация кораблей «Союз» появляется несколько позже. До этого выпускаются исходные документы – методики по управлению кораблем при различных операциях, отчеты с анализом полетных ситуаций и рекомендациями для экипажа. Но зато уже первая редакция документов носит законченный характер, и в дальнейшем содержание их мало изменяется.

И тот и другой путь в конечном итоге приводят к хорошему результату. Это доказала надежная работа экипажей при полетах «Союзов» и «Аполлонов». Но мы не могли принять американский метод, так как он никак не соответствовал сложившейся у нас практике подготовительных работ. В столь же затруднительном положении оказались и американские специалисты. И нам и им пришлось пойти на определенные уступки. Договорились, что состав документов будет таким, как предложили мы, однако разработка полетной и бортовой документации начнется раньше, чем это обычно делается у нас.

По сути дела, программа полета вырабатывалась в течение трех лет. Последние детали ее были согласованы руководителями полета А. С. Елисеевым и П. Франком по телефону за несколько дней до старта. Они касались, в частности, порядка действий при проведении одного из совместных экспериментов, требовавшего сложных совместных маневров кораблей.

Но все же основная часть полетной документации была подготовлена заранее и успешно использовалась при совместных тренировках Центров управления в мае и июне 1975 года. А решить при этом нужно было множество вопросов – больших и малых. Выяснилось, что распорядок дня астронавтов предусматривает трехразовое питание, а космонавтов – четырехразовое. Согласились, что после стыковки оба экипажа будут жить по режиму дня, принятому на американских кораблях.

Узнали, что обычно астронавты и Центр управления США пользуются полетным временем, то есть временем, счет которого идет от старта корабля. А мы – московским временем. Решили, что в совместном полете, пожалуй, удобнее работать с полетным временем, иначе легко запутаться. Поставили на корабле «Союз-19» вторые бортовые часы с индикацией полетного времени.

Но были вопросы и посложнее, которые требовали длительного анализа и исследований, участия многих специалистов. В их числе определение продолжительности совместного полета, схемы полета, методики сближения и стыковки кораблей, режимов ориентации кораблей при полете в состыкованном состоянии, процедуры переходов экипажей, целесообразности тестовой стыковки в полете, режимов связи экипажей кораблей между собой и с Центрами управления двух стран.

Шел декабрь 1974 года, а у специалистов первой и четвертой рабочих групп еще встречались трудные вопросы. На снимке слева направо: И. Завойко – американская переводчица, К. Эдмистон, П. Франк, Р. Лавров – американский переводчик, Б. П. Артемов, A. Деннетт, B. И. Сивков, Э. Латтиер, Ф. Литтлтон, В. Н. Бобков, А. А. Нестеренко, Г. Дитц.

Несмотря на непродолжительность полета, мы сравнительно просто спланировали широкую программу совместных научных экспериментов. Удалось сравнительно легко договориться о порядке «символической» деятельности на борту кораблей. А вот при распределении времени на телевизионные репортажи, кино- и фотосъемки столкнулись, казалось, с неразрешимыми проблемами.

Американские коллеги заявили, что их интересуют прежде всего телевизионные передачи, и предложили выделить для них большую часть отведенного времени. Один из руководителей работ по проекту с американской стороны астронавт Ю. Сернан сказал, что в космическом Центре пилотируемых полетов в Хьюстоне даже образована специальная телевизионная группа. Ей поручено заниматься вопросами бортовых телевизионных передач. Интересно: такая группа не была предусмотрена структурой этой организации, а по указанию НАСА ее создали специально для данного полета. В группу вошли самые разные специалисты. Они должны были обеспечить высокое качество бортовых телевизионных передач.

Надо иметь в виду, что если отводится больше времени для телевизионных передач, требующих иного освещения, чем для кино- и фотосъемок, то тем самым неминуемо сокращается время этих съемок. А наша практика подтвердила важность и киноленты и фотоматериалов наряду с телевизионными репортажами.

И мы, и американцы понимали: первый международный полет уникален, необходимо, чтобы люди планеты могли стать его свидетелями и почувствовать себя соучастниками этого акта доброй воли. Но в требованиях американских коллег усматривалось и нечто другое.

Здесь уместно вспомнить слова руководителя Центра пилотируемых полетов в Хьюстоне доктора К. Крафта: «Надо сказать, что совместный полет «Союза» и «Аполлона» проходил на редкость спокойно. Он был беден, если так можно выразиться, неожиданностями, которые очень любит наша пресса».

Не упустить сенсацию! Как нам кажется, позиция американских коллег учитывала эту особенность американских средств массовой информации.

В разумных пределах время телевизионных передач в совместном полете было увеличено, но, конечно, не настолько, чтобы превратить ответственный, технически очень сложный эксперимент, который требовал от космонавтов и астронавтов максимума собранности и внимания, в рекламное телевизионное «шоу».

Каждая операция совместной деятельности, будь то действия экипажей на борту космических кораблей или операция по взаимодействию Центров управления, рассматривалась детально, буквально по минутам. Вот вам небольшой пример – выписка из протокола встречи специалистов первой рабочей группы в апреле 1975 года.

«...Советская сторона согласилась перенести первое открытие люка № 3 на 4 минуты раньше запланированного времени. В течение четырехминутного периода проводятся следующие операции в следующей последовательности.

1. Киносъемки 7.2, 7.3, 7.4 с борта «Союза» –1 минута.

2. КС находится в течение 1 минуты в туннеле № 2, как показано на ТВ изображении, приведенном на стр. 5.1.13 документа ЭПАС 40600.

3. Астронавт ждет 3 минуты, прежде чем войти в ОМ».

Может быть, не все подробности этого текста понятны непосвященным, но именно так, по каждой минуте, оговорен был порядок действия космонавтов и астронавтов во время первого перехода в «Союз». Ну, а если иметь в виду, что программа эксперимента «Союз–Аполлон»–это план деятельности всех участников подготовки и проведения полета, в космосе и на Земле, то можете себе представить – какой это титанический труд – скоординировать работу тысяч людей, подчинив ее единой цели!

Итак, полет состоялся. Он прошел без каких-либо осложнений, строго по намеченному плану. Небольшие шероховатости можно не принимать в расчет, так как они ни в коей мере не повлияли на общий успех первого международного полета в космосе.

Наверное, это покажется парадоксальным, но, если познакомиться с тем, как готовился полет, можно подумать, что специалисты обеих стран и мысли не допускали о возможности такого вот, без сучке и задоринки, выполнения намеченной программы. Везде им «чудились» отказы, постоянно они задавались вопросом: а если произойдет не так, как задумали, что тогда? И упорно искали запасные варианты действий, усложняя и без того непростую программу полета так называемыми нештатными ситуациями.

У гостиницы «Шератон Кингз Ин» в городе Клиар Лейк Сити. Слева направо: В. Д. Благов, Ю. С, Денисов, Б. П. Артемов, В. П. Варшавский, П. Франк, В. А. Тимченко, О. Г. Сытин, А. Л. Агеев.

Опыт космической работы, накопленный в обеих странах, неизменно отводит этой стороне дела много внимания и времени. И все это при том, что, как мрачно шутили американцы, в полете если и происходят отказы, то, как правило, такие, которые не были предусмотрены до полета. Любопытно, что именно так и произошло в полете «Союз–Аполлон». Ведь отказов в телевизионной системе на «Союзе» и осложнений при демонтаже стыковочного агрегата на «Аполлоне» не было в перечне нештатных ситуаций.

Возникает вопрос: а нужна ли эта работа, если все равно всего не предусмотришь?

Нужна. И вот почему. Во-первых, анализ до полета позволяет выявить наименее надежные элементы в бортовом и наземном оборудовании. Тут уж либо принимают меры, чтобы достичь требуемой надежности, либо вырабатывают план действий, который позволит решить задачу, даже если отказ все-таки произойдет. Заранее готовый к подобной ситуации экипаж или наземный персонал смогут быстро принять верное решение.

Во-вторых, чем больше будет рассмотрено отказов, тем эффективнее пройдет предполетная тренировка экипажей и наземного персонала.

В-третьих, даже если в полете происходит «непредусмотренный» отказ, экипаж и персонал Центра управления быстрее найдут правильное решение. Ведь его поиск основан на тех же принципах, что были использованы для аналогичных случаев, хотя и при других отказах.

Вот почему при подготовке к полету и советские, и американские специалисты стремились проанализировать весь комплекс средств, обеспечивающих полет «Союза» и «Аполлона» с точки зрения возможных отклонений в их работе.

Начали с того, что совместно с американцами выработали единый подход к разработке нештатных программ действий и сформулировали его в виде двух принципов. Первый из них – принцип безопасности полета. Любая из сторон могла принять решение о прекращении полета своего корабля, если, по ее мнению, сложившаяся ситуация угрожает безопасности экипажа.

Второй критерий – принцип успешного выполнения задач полета. Он означал, что, если произойдет отказ, не влияющий на безопасность экипажа, обе стороны будут стремиться к тому, чтобы выполнить как можно больше совместных задач полета.

Специалисты вооружились этими принципами, и работа закипела во всех рабочих группах. Анализировались наземные средства подготовки кораблей на космодромах и работа оборудования кораблей в полете, средства командно-измерительного комплекса и связи между Центрами управления.

В результате этой работы были подготовлены и введены в совместную документацию рекомендации по нештатной программе действий более чем для ста ситуаций. Это немалый труд! Тем не менее все участники проекта с большим удовлетворением отмечали то обстоятельство, что в реальном полете эти разработки не потребовались. Вспоминая при этом недавние напряженные тренировки специалистов Центров управления, когда имитировались многочисленные нештатные ситуации, кто-то пошутил: «Хорошо, что во время полета «Имитатор» был выключен!»

В широком комплексе проблем, связанных с программой ЭПАС, большое значение имели баллистические вопросы: выбор очередности старта и времени старта кораблей; последовательность операций по осуществлению встречи; выбор программы выведения на орбиту, позволяющей рассчитывать на большую величину полезного груза, и т. д. Это – лишь небольшая часть задач, решенных баллистиками до начала полета, причем в ходе самого полета очень многие из них решались вторично, но уже с учетом фактического течения полета.

Очень кратко о роли баллистиков можно сказать так: они проектируют и проводят точные расчеты участков выведения космического корабля на орбиту, орбитального полета и спуска с орбиты на Землю. Как видите, в руках баллистиков, по сути дела, весь полет от Земли и до Земли. Не стал исключением и проект ЭПАС. Хотя в нем в полной мере совместным был только участок орбитального полета кораблей, проектирование этого полета оказалось возможным лишь при учете особенностей участков выведения и спуска советского и американского кораблей.

К обсуждению вопросов по совместному проекту баллистики обеих стран подключились в декабре 1971 года. Сейчас можно с иронией вспоминать очень осторожную фразу из первого совместного протокола: «...и появилась возможность определить подход к изучению путей поиска согласованного решения». Тем не менее начало было именно таким. Мы и наши американские коллеги приступили к совместной работе, имея в активе общие законы небесной механики да большой опыт проектирования и осуществления собственных (но не совместных!) многочисленных космических программ.

Итак, первая встреча. Некоторая скованность, настороженность и в то же время профессиональное и чисто человеческое любопытство. Мне кажется, что с такими же чувствами начал встречу и мой американский партнер Эдгар Лайнберри. Первое же знакомство, первый обмен информацией по принципу: «А у вас?» – выявил твердое взаимное понимание того, что начинать нашу работу мы должны с «баллистических азов». Так мы и сделали. Прежде всего обсудили системы координат и единиц, используемые в наших странах при проведении баллистических расчетов. Оказалось, что применяется множество самых различных систем, но лишь одна из них сразу же может быть названа «общей» и по содержанию, и по названию – геоцентрическая экваториальная вращающаяся. Ее начало совпадает с центром Земли, одна из осей – с осью вращения Земли, а две другие лежат в плоскости земного экватора.

Подписывается протокол совместной встречи первой рабочей группы. Советскую сторону представляет О. Г. Сытин (слева), американскую – Э. Лайнберри. Июль 1972 г. Хьюстон.

Конечно, одной системы координат для совместного проекта было мало, поэтому в дополнение к ней пришлось согласовать еще несколько.

Но традиции есть традиции, и в дальнейшем в нашей совместной работе использовалась в основном только одна система – наша первая «общая».

Еще одна немаловажная деталь. В НАСА результаты расчетов традиционно представляются в фунтах, футах и морских милях, а у нас в ходу метрическая система единиц. Преимущества метрической системы признаны повсеместно, и поэтому мы довольно быстро договорились с нашими коллегами об использовании в совместной работе килограммов и километров. И опять сила традиции показала себя. В своих внутренних документах наши коллеги все-таки проставляли величины в фунтах и милях. Такая двойная «бухгалтерия» таила в себе потенциальную опасность и временами давала «плоды». Один из них баллистикам довелось «вкусить» во время тренировки Центров управления в декабре 1974 года.

Мы провели расчеты по данным наших американских коллег и обнаружили чудовищное расхождение в результатах, полученных в Москве и Хьюстоне. Поднялась тревога среди баллистиков, пришлось мобилизовать людей и компьютеры, вырабатывать и отбрасывать гипотезы, но – безрезультатно! Ситуация была действительно серьезной – ведь возникла она после трех лет совместной работы и всего за полгода до старта.

В Хьюстон мы полетели озабоченные и озадаченные. А все оказалось до обидного просто: в ходе тренировки американские специалисты передавали из Хьюстона в Москву весь необходимый набор баллистических параметров, но величина одного из них была передана не в метрических единицах и превышала свое правильное значение в несколько раз.

Можно привести еще один пример того, как мы оказались бессильными перед силой традиции. «Витком» у нас называется участок полета от экватора до экватора при пролете над ним с юга на север. У наших коллег несколько различных понятий «витка», причем, как и у нас, традиция берет начало от первых стартов в космос. Отступить от привычного ни одна из сторон не нашла возможным – и в нашей документации появились определения советского и американского «витка». Интересно, что в английском языке «виток» и «революция» пишутся одинаково. Это дало нам повод поговорить о «революционности» наших коллег.

Первая встреча и обсуждение первых, технически простых вопросов во многом выявили основные особенности совместной работы и позволили заложить основы баллистического и языкового взаимопонимания. А профессиональный баллистический язык, язык цифр и терминов, уже в ходе второй встречи позволил нам многое понимать не только без переводчика, но даже вообще без знания английского языка.

В общих чертах сближение двух кораблей, стартующих с различных космодромов, можно представить следующим образом. Пусть один из кораблей выведен на орбиту. Его движение будет происходить в плоскости, которая образует с плоскостью экватора угол, называемый наклонением орбиты. Второй корабль должен оказаться в плоскости орбиты первого корабля, в противном случае потребуются значительные затраты топлива на совмещение плоскостей орбит. Совмещение орбитальных плоскостей будет в том случае, если старт второго корабля произойдет приблизительно в момент, когда космодром, вращающийся вместе с Землей, пройдет через плоскость орбиты первого корабля. Этот момент наступает дважды в сутки; один раз выведение осуществляется в северо-восточном направлении, а другой – в юго-восточном.

После выведения кораблей в одну и ту же плоскость решается задача сближения кораблей в этой плоскости. Затраты топлива, необходимые для выполнения сближения, зависят от взаимного положения кораблей и схемы сближения. Взаимное положение кораблей в начале сближения, в свою очередь, определяется взаимным расположением стартовых комплексов и очередностью запуска кораблей, наклонением и высотой орбиты корабля, запущенного первым.

В результате первых встреч директора проекта согласовали вопросы, которые давали исходную информацию для баллистического проектирования совместного полета. Было решено: с космодрома Байконур запускается корабль «Союз», а корабль «Аполлон» – со стартового комплекса космического Центра имени Кеннеди на мысе Канаверал.

При выборе баллистической схемы любого полета учитываются многие характеристики стартовых комплексов, ракет-носителей и кораблей, но всегда в Соответствии с конкретной задачей выделяются наиболее существенные. Такой подход был принят и в нашей работе с американскими коллегами. В качестве примера я расскажу о том, какие особенности участков выведения на орбиту советского и американского кораблей мы учитывали.

При полете ракеты-носителя отдельные ее блоки, ступени, выполнив свою задачу, отделяются и падают на Землю. Районы их падения определяются соответствующим выбором направления, или азимута запуска, и программы выведения на орбиту. В том случае, если для падения отделяемых частей можно выделить лишь строго ограниченные районы, задача расчета участка выведения становится более сложной.

Старт «Аполлона» производится в тот момент, когда космодром имени Кеннеди оказывается в плоскости орбиты «Союза». Этот момент впервые наступает через 7,5 часов после старта «Союза».			Проекция орбиты (одного витка) на поверхность Земли – трасса спутника.
Азимут запуска и программа выведения ракеты-носителя выбираются таким образом, чтобы отделяющиеся в полете блоки падали в заранее отведенные районы.			Стартовое окно согласовано не только для 15 июля 1975 года, но и для всех дат до 15 июля 1976 года включительно.

С этой точки зрения у наших американских коллег хлопот было намного меньше, чем у нас. Действительно, мыс Канаверал – часть восточного, Атлантического побережья полуострова Флорида. При запуске ракеты-носителя в любом направлении, от северо-восточного до юго-восточного, вообще не возникает проблем с районами падения: за исключением лишь первых секунд полета весь участок выведения находится над океаном.

Нам так свободно обращаться с азимутом запуска и программой выведения на орбиту нельзя. Сравнительно недалеко от Байконура простираются безлюдные, пустынные районы, в основном же полет ракеты-носителя проходит над населенными районами. Поэтому участок выведения должен пролегать над определенными и строго ограниченными зонами. Вот почему наклонение орбит космических объектов, стартовавших с Байконура, иначе говоря, направление их запуска, заранее и строго зафиксировано, например, 51,8 градуса, 51,6 градуса.

Кстати, эти особенности расположения стартовых комплексов во многом определили и различие систем управления ракетами-носителями, выбранными для ЭПАС. Так, для американского носителя «Сатурн» есть возможность менять азимут запуска и программу выведения на орбиту в широких пределах, и система управления создана такой, чтобы эту возможность использовать,– азимут программу выведения можно оперативно, непосредственно перед запуском изменить. Для носителя, запускаемого с Байконура, аналогичной возможности нет, поэтому нет смысла наделять систему управления «лишними» свойствами.

В одном отношении степь Байконура давала нам преимущество перед прелестями субтропиков мыса Канаверал – в погоде, точнее говоря, в постоянстве погоды и возможности уверенного прогнозирования ее изменений. Летом (особенно в июле) мыс Канаверал подвержен кратковременным, но довольно сильным капризам погоды, предсказать которые, даже на сутки вперед, практически невозможно. А производить запуск носителя во время грозы – мероприятие зрелищно эффектное, но весьма опасное. Нередко приходилось откладывать старт и ждать у моря хорошей погоды.

Все эти соображения повлияли на решение вопроса об очередности старта и возможного переноса его даты. В частности, нашим коллегам сразу стало понятно, что «Союз» может быть запущен только в северо-восточном направлении. Аналогичное решение было принято и для «Аполлона».

Итак, исходные данные для предварительного проектирования определены. На этом этапе, как правило, проводится сравнительное исследование совокупности возможных вариантов полета, обеспечивающих выполнение поставленной задачи. С нашей стороны, например, на встрече в Хьюстоне летом 1972 года, были представлены на общий суд восемь вариантов полета с различной очередностью старта кораблей, различными высотами монтажной орбиты (орбита стыковки) и орбиты ожидания (орбита, на которой первый корабль «ожидает» запуск второго). В четырех вариантах сближение проводил «Союз», в остальных – «Аполлон».

Внушительные исследования провели и наши коллеги. Теперь предстояло из всего многообразия вариантов выбрать один. И работа закипела – временами было легко, временами очень тяжело, но всегда трудились с пользой для дела и, следовательно, продвигались вперед.

Я попытаюсь, иногда нарушая хронологическую последовательность и опуская подробности наших обсуждений, описать процесс рождения схемы полета.

Одним из первых встал вопрос: какой корабль выводить на орбиту первым? Допустим – «Аполлон». Плоскость его орбиты выведения должна быть наклонена к экватору на 51,8 градуса. Не иначе, так как именно эта величина отвечает возможностям участка выведения «Союза». А если не получится? Ведь выведение всегда происходит с некоторым отклонением от расчетных данных, а при серьезных неполадках в носителе – с большим, в том числе и по наклонению. Но для «Союза» выведение с наклонением 51,8 градуса предопределено, то есть мы не сумеем на участке выведения скомпенсировать возможные погрешности выведения «Аполлона», и поэтому кораблям придется расходовать топливо на совмещение плоскостей орбит.

Мы уже говорили, что эти расходы могут быть неоправданно велики: для изменения наклонения орбиты на 1 градус «Аполлону» необходимо израсходовать около 500 килограммов, а «Союзу» – около 300 килограммов топлива. Конечно, вероятность такой большой ошибки чрезвычайно мала, но она существует, и это следовало учесть. А самое главное – мы понимали, что затраченное на исправление ошибки топливо фактически потеряно для решения задачи сближения.

Ну, а если первым уйдет на орбиту «Союз» и при этом тоже появится ошибка по наклонению? В этом случае все гораздо проще. На «Сатурне» перед стартом лишь незначительно подкорректируют программу выведения, проведут оперативное переприцеливание с тем, чтобы добиться совпадения плоскостей орбит. Такая операция не вызовет расхода топлива «Аполлона», практически не потребует дополнительных запасов топлива на носителе и позволит в полной мере использовать гибкость системы управления «Сатурна».

Кроме того, было принято решение о том, что сближение проведет «Аполлон», причем на заключительном участке – с помощью бортовых измерительных средств, дающих возможность определить движение «Союза» относительно «Аполлона». Для работы этих средств крайне желательно, даже необходимо, чтобы «Союз» не маневрировал, то есть совершал «пассивный» полет по монтажной орбите. Такая ситуация наступала после завершения «Союзом» формирования монтажной орбиты. Значит, чем раньше завершится формирование, тем быстрее произойдет стыковка и тем больше станет протяженность полета состыкованных кораблей. А это еще один довод в пользу старта «Союза» первым.

Разумеется, вопрос об очередности старта не выглядел столь просто, поскольку мы учитывали множество других дополнительных соображений. Высказывались доводы и за иную очередность старта. Но обсудив и взвесив все «за» и «против», советские и американские специалисты пришли к решению: «Союз» стартует первым.

Строим схему полета дальше. «Союз» вышел на орбиту, но над мысом Канаверал – гроза, старт «Аполлона» отложен. Такая ситуация может повториться и в последующие дни, более того, не исключена задержка по техническим причинам. Мы обязаны учитывать вероятность таких ситуаций. И учитываем, предусматривая для «Аполлона» пять стартовых возможностей, то есть обсуждаем схему полета в случае старта «Аполлона» в любой из первых пяти дней полета «Союза». Это не перестраховка, просто все мы понимаем: совместный полет – уникальное событие, и требуется сделать все возможное для того, чтобы вероятность его успешного выполнения стала максимальной.

Почему только пять возможностей? Да потому, что уже при шестой «Союз» и «Аполлон» не успевали бы сблизиться и состыковаться до того момента, когда наш корабль должен будет идти на посадку. Дело в том, что корабль «Союз», подготовленный к совместному эксперименту, рассчитан на полет с посадкой не позже, чем в начале седьмых суток (плюс одни сутки, предусмотренные в качестве резерва для проведения спуска).

Последовательность событий для всех пяти стартовых возможностей «Аполлона» (время отсчитывается от момента старта «Союза»).

Теперь допустим такую ситуацию: оба корабля выведены на орбиту, но стыковка и совместный полет невозможны из-за неполадок на «Союзе». Значит, совместный эксперимент не удался? Нет, мы не упускаем из вида и такую ситуацию; тогда основной корабль «Союз» произведет посадку, а ему на смену выведут на орбиту второй, резервный корабль «Союз». А что же случится, если аналогичная ситуация возникнет из-за «Аполлона»? Совместный полет не осуществится, поскольку программа «Аполлон» завершена и физически не существует второго корабля «Аполлон». Да, мы делаем все возможное, но нельзя забывать, что наши возможности ограниченны.

Вот так появились первые детали схемы полета: «Союз» первым выводится на орбиту с наклонением 51,8 градуса. Предусмотрено пять стартовых возможностей для «Аполлона» и использование при необходимости второго корабля «Союз». Орбита выведения «Союза» имеет минимальную высоту 188 километров и максимальную – 228 километров.

Высотные параметры орбиты выведения – результат расчета участка выведения «Союза», результат, который обеспечивает выполнение требований как по районам падения ступеней, так и по оптимальному использованию топлива ракетой-носителем.

После выведения «Союз» должен сформировать монтажную орбиту. Наш опыт и опыт наших коллег подсказал – монтажной орбите лучше быть круговой. Но какой высоты? Этот вопрос решили, опираясь на исследования наших американских коллег. Рассмотрев возможности своего носителя и своего корабля, учтя все пять стартовых возможностей, они сочли высоту 225 километров оптимальной. Следует сказать, что такая высота была принята не сразу – мы брали для расчетов 222 километра, 230 километров, обсуждали и согласовывали различные детали схемы полета, где некоторая неопределенность знания высоты не была существенной. Коллеги наши тем временем продолжали исследования, и окончательное решение было принято в 1973 году: высота монтажной орбиты – 225 километров.

Нам было ясно, каким образом «Союз» сформирует монтажную орбиту; нашим партнерам – как «Аполлон» будет сближаться с «Союзом». Была неясность в одном – на каком витке и в какой его части должны произойти стыковка, первое рукопожатие экипажей и начаться первый в истории интернациональный полет космической связки. При решении этого вопроса учитывались различные его стороны, в том числе и технические. Во-первых, было решено, что при первой стартовой возможности сближение кораблей проводится «медленно и спокойно» за двое суток (для всех других стартовых возможностей – менее чем за сутки). Во-вторых, принималось во внимание, что наземные станции слежения СССР и США расположены в различных местах и только со станций «Евпатория» и «Мадрид» можно «видеть» корабли почти одновременно. В-третьих, учитывалось, что непосредственно перед стыковкой «Аполлон» проведет серию маневров по сближению и для этого желательно иметь связь «Аполлона» с достаточным числом станций США. Хотя в полете каждый из экипажей смог бы осуществлять связь со «своим» Центром управления через «чужую» наземную станцию, все высказанные соображения были учтены и обе стороны удовлетворил вариант: стыковка произойдет на 36 витке полета «Союза» через 51 час 55 минут после его старта. Этому моменту соответствует начало зоны связи со станцией «Евпатория».

Если мы теперь вспомним, что посадка «Союза» запланирована в начале седьмых суток (142,5 часа полета «Союза»), а подготовительные операции к спуску начинаются за сутки до посадки, то сразу определим: продолжительность полета кораблей в состыкованном состоянии – около двух суток.

Следует отметить, что не всегда согласование основных положений схемы полета проходило в последовательности, описанной выше. Отрабатывая детали отдельных этапов полета, подходя к одному и тому же вопросу с различных сторон, мы уточняли и отшлифовывали предварительные соглашения, приводя их, насколько это было возможно, в соответствие с бесчисленными пожеланиями и требованиями разработчиков систем кораблей и служб управления полетом. Были ситуации очень сложные, прямо-таки безвыходные для баллистиков, и тем более приятно вспомнить, что и мы, и коллеги наши не теряли при этом чувства юмора и даже «согласовывали» юмористические проекты, дающие рекомендации по выходу из создавшейся ситуации.

Наиболее ответственная часть полета, и не только с точки зрения баллистики, – участок сближения и стыковки двух различных кораблей. Задачи советских и американских баллистиков при этом различны: наш корабль должен сформировать монтажную орбиту и ожидать на ней «Аполлон», а «Аполлон» – сблизиться с «Союзом». Фактически же «Союз» тоже сближается, но с «тенью», которая превратится в «живой» «Аполлон» в момент стыковки. При этом последний из своих маневров «Союз» проводит за сутки до стыковки.

Сближение «Аполлон» проводит по типовой, принятой в США шестиимпульсной (шесть маневров) схеме; такая схема использовалась, например, в программе «Скайлэб». «Союз» проводит формирование орбиты по двух- или трехимпульсной схеме; при сближении с «Салютом» у нас используется трех-или четырехимпульсная схема. Расчет характеристик маневров, то есть времени включения и продолжительности работы двигателя, направления тяги двигателя во время работы делается на основе нашего знания исходной орбиты корабля и конечной цели. Основной источник знания орбиты – данные станций слежения; с помощью этих же станций проводится обмен информацией (голосовой, командной, телеметрической, телевизионной) с бортом корабля.

Все наши наземные станции слежения расположены на территории СССР, американские – в Австралии, Африке, Европе, Южной и Северной Америке, на островах Тихого и Атлантического океанов. Таким образом, два измерительных комплекса взаимно дополняют друг друга и в сумме охватывают большую часть земного шара. То, что мы договорились об их совместном использовании для связи с любым из кораблей, тоже шаг в достижении совместимости.

Еще несколько слов о сближении кораблей. В момент выведения «Аполлона» на орбиту «Союз» находится выше и впереди него вдоль орбиты приблизительно на 6 тысяч километров. Как же это огромное расстояние между кораблями сводится до нуля? Это одновременно и просто и сложно.

Действительно, просто. Средняя скорость движения корабля по орбите определяется периодом или средней высотой орбиты. Если два корабля проходят над экватором (начало витка) одновременно, но при этом высоты орбит отличаются на 9 километров (периоды – на 10 секунд), то уже через виток один из кораблей пройдет над экватором на 10 секунд раньше другого, то есть будет находиться на 80 километров впереди. За 10 витков расстояние увеличится до 800 километров. Именно таким образом и сокращается огромное расстояние между «Аполлоном» и «Союзом». Скорость сближения на различных его этапах регулируется разностью высот орбит кораблей: в начале полета «Аполлона» его орбита значительно ниже орбиты «Союза» и скорость сближения, или, как мы говорим, фазирования, составляет 480 километров за виток; на конечном этапе сближения «Аполлон» идет немного ниже «Союза» и фазирование происходит со скоростью 160 километров за виток.

Действительно, сложно. Точность расчета и выполнения маневров должна быть высокой. Если «Аполлон» пришел в заданную точку с опозданием на 1 секунду, «Союз» уйдет вперед на 8 километров; если двигатель «Союза» выключился с отклонением в 1 секунду от расчетного момента, максимальное отличие высоты орбиты от расчетного значения может составить до 2 километров, а через сутки положение корабля вдоль орбиты будет отличаться от расчетного на 250 километров.

В задаче сближения в полной мере проявляется баллистический парадокс. Для того, чтобы просто догнать другой корабль или быстрее догнать, нужно уменьшить период орбиты, то есть провести тормозной маневр и понизить орбиту. Так что, хочешь догнать – тормози!

«Добрый вечер, профессор Бушуев», – говорит доктор Ланни, начиная очередной телефонный разговор технических директоров. В Москве в этот момент 5 часов вечера. «Доброе утро, доктор Ланни», – отвечает профессор, поскольку в Хьюстоне по местному времени 9 часов утра.

Разница в 8 часов между московским и хьюстонским временем для нас не просто житейское неудобство. Ведь важнейшие баллистические характеристики, например, положение и скорость корабля (или, как принято говорить, вектор состояния), привязаны ко времени.

Как правило, все операции на орбите и работа всех служб по управлению полетом у нас традиционно планируются и проводятся по московскому времени. Но такая же традиция и у наших коллег. Жаль только, что время у них хьюстонское!

И в этом случае выход из положения был найден. Приняли компромиссное решение: для временной привязки всех полетных событий как в предполетном проектировании, так и в ходе полета решили взять гринвичское среднее время и полетное время «Союза». Первое отстает от московского на 3 часа, а отсчет второго ведется от момента старта «Союза». Гринвичское время необходимо, чтобы сориентироваться, в какое же время суток происходит то или иное событие. Полетное же время удобно, поскольку оно не зависит от фактического момента старта «Союза» – будь то 15 часов 20 минут по московскому времени 15 июля или другое время, или даже другая дата.

Еще до того, как гринвичское и полетное время выбрали для совместного пользования, еще до того, как решили, кому стартовать первым, мы обменялись с нашими коллегами данными о желательном времени старта для нашего «Союза» и для американского «Аполлона». Обменялись, ужаснулись и доложили директорам – стартовые окна для совместного полета отсутствуют.

Что же такое стартовое окно? Время старта корабля выбирается так, чтобы на определенных участках полета были соблюдены необходимые требования по освещенности на орбите или на поверхности Земли. Промежуток времени, при старте в котором эти требования будут выполнены, и есть стартовое окно.

Не надо, правда, понимать так, что вне стартового окна полет начинать нельзя. Просто при планировании полета мы должны сделать все возможное, чтобы поставленные требования были удовлетворены.

Так шутя иллюстрируют стартовое окно американские коллеги.

Для «Союза» они сводились к следующему:

а) приземление спускаемого аппарата «Союза» должно произойти не позднее чем за 1 час до захода Солнца в районе приземления;

б) не менее чем за 8 минут до включения двигателя при сходе с орбиты на посадку корабль должен лететь над освещенной поверхностью Земли.

Первое требование объясняется естественным желанием эвакуировать экипаж из района приземления при дневном свете. (Хотя посадка не раз происходила и ночью.)

Второе требование вызвано опять же понятным желанием проконтролировать и продублировать работу автоматической системы ориентации корабля визуально с помощью ручной системы ориентации, а для этого экипаж должен видеть на экране прибора бег освещенной поверхности Земли. (Хотя ручная система является дублирующей.)

Не такие, но подобные требования выдвигались и ко времени старта «Аполлона». Они тоже не были абсолютны, но «крайне желательны». И одно из них не совпадало с нашим требованием «б» – в случае аварии на участке выведения «Аполлона» командный модуль должен приводниться в Атлантику не позднее чем за 3 часа до захода Солнца в районе приводнения. Это требование понятно: при аварии посадка может произойти в любой точке океана от Флориды до Великобритании, а найти и эвакуировать экипаж, особенно при волнении океана, дело сложное и ответственное. (Но это не нормальный ход полета, а нештатная ситуация.)

И вот, прикинув, к чему приводит выполнение этих требований, мы обнаружили, что попали в классическую ситуацию «лебедь, рак и щука»: при старте 15 июля для выполнения наших требований «Союз» должен был стартовать не раньше 16 часов 30 минут московского времени, а требования «Аполлона» могли быть выполнены при старте «Союза» не позднее 15 часов московского времени.

Ситуация оказалась настолько сложной, что притихли даже самые смелые оптимисты. Правда, мы и здесь не потеряли чувства юмора, но он стал мрачноватым – шутили, что единственным спасением будет старт 30 февраля. Ясно было одно – решение необходимо найти, а для этого придется поступиться некоторыми требованиями в зависимости от того, насколько они серьезны.

Вопрос о стартовых окнах неоднократно обсуждался у директоров проекта. Часто обсуждения принимали острый характер: стороны с трудом соглашались отступать от выполнения традиционных требований. Но стремление к компромиссу победило, и в итоге была согласована стартовая «форточка» – от 15 часов 20 минут до 15 часов 30 минут московского времени 15 июля, а номинальным временем старта выбрали 15 часов 20 минут. Эта «форточка» далась нам столь нелегко, что мы все-таки назвали ее солидно – «стартовое окно».

От чего же пришлось отступить?

Мы согласились обеспечить выполнение условий для системы ручной ориентации «Союза» не на основном, а на резервном витке посадки; наши партнеры со своей стороны урезали светлое время поиска командного модуля в водах Атлантики в случае аварии на участке выведения «Аполлона».

Остается добавить, что стартовое окно мы согласовали не только для 15 июля 1975 года, но и для всех дат до 15 июля 1976 года включительно. При этом согласовании тоже были и свои проблемы, и свои компромиссы.

Работу над баллистикой проекта мы начинали с согласования простейших, но необходимых понятий и определений, а к моменту завершения проекта накопили целый том под названием «Баллистическая вычислительная модель» – своего рода советско-американский баллистический разговорник, он же толковый словарь. Системы координат и форма земной поверхности, модели гравитационного поля и атмосферы Земли, понятие «круговая орбита», советское и американское понимание «витка» орбиты – все это описано в документе с необходимой математической строгостью. Все это было нужно для ЭПАС, и все это станет полезным для любого будущего международного проекта.

После согласования основных положений схемы полета и времени старта «Союза» пришла пора точных баллистических расчетов. И здесь снова пришлось столкнуться с издержками изолированного исследования космоса в наших странах.

Наша общая планета Земля имеет - вполне определенную форму, гравитационное поле (или поле тяготения) и окружена вполне определенной атмосферой. Но знаем мы об этих характеристиках нашей планеты, увы, совсем не так определенно, как хотелось бы. Знание это основано на опыте, в частности на опыте полетов космических объектов. Поскольку опыт наших стран был индивидуален, то и теории, построенные на его основе, различны.

По мере накопления опыта теории совершенствуются и мы приближаемся к тому, что является истиной; но пока лишь описываем истину с помощью приближенных моделей.

Наши коллеги и мы понимали важность использования единых моделей в совместном проекте – единство обеспечивало практически полную тождественность результатов расчетов. Поэтому в 1972 году для введения в единую вычислительную модель ЭПАС были одобрены модель атмосферы, предложенная советской стороной, и гравитационная модель, предложенная нашими партнерами.

При согласовании гравитационной модели особых трудностей не было, поскольку в космической практике обеих стран используются фактически одинаковые модели; работа свелась к согласованию точности, с которой достаточно описать гравитационное поле.

С атмосферной моделью вопрос был существенно более сложным. Модели партнеров отличались физическими принципами, на основе которых они были построены, и математической формой. Расчет плотности атмосферного вещества по этим моделям при одних и тех же условиях давал различные результаты. А судьей могла быть только сама атмосфера.

Плотность атмосферы на высотах порядка нескольких сот километров от поверхности Земли составляет исчезающе малую величину. Сопротивление, которое испытывает тело, движущееся в некоторой среде, характеризуется скоростным напором – величиной, пропорциональной плотности и квадрату скорости движения относительно среды. Поскольку скорость движения по орбите величина немалая, получается приблизительно следующая картина: сопротивление, оказываемое атмосферой на космический корабль, движущийся по орбите с высотой 200 километров, составляет 6 процентов от сопротивления воды на тот же корабль, но движущийся со скоростью 1 см/сек. Само по себе это сопротивление не столь уж велико, но оно действует постоянно, и вот итог: в результате воздействия атмосферы высота монтажной орбиты в полете ЭПАС за трое суток понижается на 4 километра.

Описание реальной атмосферы с помощью математической модели – дело чрезвычайно сложное из-за сложной природы распределения плотности во времени и пространстве и ограниченности наших знаний этого распределения. Создание модели, ее проверка и доводка производятся на основе данных слежения за полетом космических объектов. Так, модель атмосферы ЭПАС была построена по данным наблюдения за полетом 150 советских космических объектов. Она учитывала интенсивность солнечного радиоизлучения и состояние магнитного поля Земли, время года и время суток. Отслеживая изменение этих факторов во времени, модель «дышит» и поэтому названа «динамической моделью». Несмотря на сложность природы такого явления, как атмосфера, модель получилась математически компактной, наглядной физически, удобной при использовании и достаточно точной.

Именно поэтому она пришлась «по вкусу» нашим коллегам и была принята для совместных предполетных расчетов. Правда, коллеги наши отказались от использования этой модели при расчетах в ходе самого полета. Причиной отказа, как они объяснили, была высокая стоимость переделки программы компьютера хьюстонского Центра управления. Но об этом позднее.

1. Окружность радиуса r = 6378,16 км + 225 км = 6603, 16 км. 2. Реальная круговая орбита высотой 225 км. 3. Окружность с радиусом R, равным среднему экваториальному радиусу Земли. R = 6378, 16 км. 4. Реальная поверхность Земли.

Несколько слов хочется сказать об одном из понятий, описанных в документе «Баллистическая вычислительная модель», – понятии «круговая орбита». Во-первых, ее нельзя назвать круговой в прямом смысле этого слова. Расстояние корабля от центра Земли при полете по круговой орбите изменяется в пределах до 2 километров – это результат влияния гравитационного поля сплюснутой Земли. Во-вторых, высота над различными точками поверхности Земли при полете по такой орбите может отличаться на 11 километров из-за отличия поверхности Земли от сферической поверхности. И в-третьих, толкование этого понятия у нас и американских коллег было различным. Даже после того, как мы договорились о единой модели формы земной поверхности и единой модели гравитационного поля, высоты советской и американской «круговых» орбит отличались в некоторых точках почти на километр. Такой неопределенности в отношении круговой монтажной орбиты, естественно, допустить было нельзя. Поэтому мы договорились, что будем считать круговой такую орбиту, высота которой одинакова в радиально противоположных точках; при этом за высотную характеристику орбиты принимать высоту над земной поверхностью на экваторе. И когда мы говорили, что «Союз» формирует круговую монтажную орбиту высотой 225 километров, это означало: минимальная высота такой орбиты 225 километров (над экватором), а максимальная – 236 километров (через четверть витка после пролета над экватором).

Мы в общих чертах описали, как проектировалась баллистическая схема полета, а фактически – сам полет. Работа над схемой проходила несколько лет, и к маю 1975 года мы согласовали окончательную, пятую редакцию документа «Баллистическая схема полета». Этим документом мы и воспользуемся.

Трехступенчатая ракета-носитель с кораблем «Союз» стартует с космодрома Байконур 15 июля 1975 года в 15 часов 20 минут московского времени (далее московское время сокращенно обозначается «MB»). Запуск производится в северо-восточном направлении, и корабль выводится на орбиту 188 × 228 километров (высота в перигее и апогее) с наклонением 51,8 градуса. Допускается задержка времени старта на 10 минут.

На участке полета между зонами видимости с наземных станций СССР на четвертом и пятом витках «Союз» проводит первый маневр формирования монтажной орбиты. Цель его – обеспечить расчетное положение корабля на орбите в момент проведения второго маневра.

Через 7 часов 30 минут после старта «Союза» (22.50 MB) с пускового комплекса имени Кеннеди на мысе Канаверал будет запущен в северо-восточном направлении «Аполлон». Корабль выводится двухступенчатым носителем на орбиту 150 × 167 километров с наклонением 51,8 градуса. Примерно через час «Аполлон» должен начать операции по извлечению стыковочного отсека из второй ступени носителя и произвести небольшой маневр, чтобы уйти от ступени и избежать соударения.

Первый маневр «Аполлона» из серии маневров сближения будет проведен в 13 часов 11 минут полетного времени «Союза» (далее сокращение «ПВ» будет означать время, прошедшее с момента старта «Союза»). Цель этого маневра практически совпадает с целью первого маневра «Союза».

На участке полета между зонами видимости 17 и 18 витков «Союз» вторым маневром завершит формирование круговой монтажной орбиты высотой 225 километров. С этого момента вплоть до стыковки «Союз» не совершает операций, изменяющих параметры орбиты.

Второй маневр «Аполлона», проводимый в 48.34 ПВ, в основном предназначен для обеспечения относительной дальности между кораблями, позволяющей «Аполлону» начать бортовые навигационные измерения за некоторое время до проведения следующего маневра.

С третьего маневра, который будет проведен в 49.18 ПВ, все расчеты по маневрам осуществляются бортовым компьютером «Аполлона» на основе данных бортовых измерений секстантом и УКВ – системой измерения дальности.

Стыковка произойдет 17 июля в 19.15 MB на 36 витке «Союза» за 10 минут до входа в орбитальную тень. С этого момента начинается почти двухсуточный полет связки кораблей.

Схема полета.

Первая расстыковка кораблей в 95.42 ПВ совмещена с началом эксперимента «Искусственное солнечное затмение». До выхода из орбитальной тени на 65 витке «Союза» связка кораблей ориентируется таким образом, чтобы «Аполлон» находился на линии «Союз» – Солнце.

Через 1 минуту 15 секунд после орбитального восхода корабли разделяются и «Аполлон» отходит от «Союза», затеняя Солнце, играя роль искусственной Луны. Экипаж «Союза» проводит фотографирование различных участков солнечной короны и после расхождения на расстояние 200 метров «Аполлон» возвращается к «Союзу» для проведения повторной стыковки кораблей.

Через 15 минут после окончательной расстыковки на 68 витке «Союза» (19 июля в 18.27 MB) начинается и в течение трех витков продолжается эксперимент «Ультрафиолетовое поглощение», при котором «Аполлон», отходя на различные расстояния от «Союза», проводит зондирование атмосферы. После завершения эксперимента наступает участок автономного полета кораблей по своим программам.

«Союз» будет оставаться на орбите еще около 40 часов и приземлится в Казахстане 21 июля в 13.52 MB. «Аполлон» совершит приводнение в Тихий океан близ Гавайских островов через трое суток после приземления «Союза».

«Союз» еще не стартовал, а связь между Центрами управления уже установлена и идет обмен информацией о ходе подготовки ракет-носителей и кораблей к запуску. За 22 часа до старта «Союза» подтверждаем нашим коллегам, что формируем номинальную монтажную орбиту, и сообщаем ее параметры.

Полную характеристику орбиты дает вектор состояния, то есть набор данных о положении и скорости корабля в некоторый момент времени и о параметре, позволяющем учитывать в расчетах атмосферное сопротивление. Первый вектор состояния, переданный из Москвы в Хьюстон, позволяет нашим коллегам осуществить предварительные расчеты по прицеливанию носителя «Сатурн». За 3 часа 10 минут и за 30 минут до старта «Аполлона» в Хьюстон передаются второй и третий векторы состояния, которые подтверждают, а при необходимости и уточняют параметры монтажной орбиты. На основе этих данных производится окончательное прицеливание «Сатурна».

Передача векторов состояния «Союза» из Москвы в Хьюстон и «Аполлона» из Хьюстона в Москву происходит в течение всего полета. В Центрах управления эти векторы необходимы для расчета времени старта, первых маневров «Аполлона» и зон связи кораблей со всеми станциями слежения, привлеченными к этой работе в обеих странах.

При планировании времени передачи векторов состояния мы учитывали, с одной стороны, загруженность Центров управления текущей работой по управлению полетом, а с другой – желание баллистиков иметь самое свежее представление о параметрах орбиты кораблей. Кроме этого приходилось учитывать различие моделей атмосфер в компьютерах Центров и необходимость в связи с этим уменьшения интервала прогнозирования – интервала времени от момента, которому соответствует вектор состояния, до момента, в который мы должны иметь параметры орбиты для последующих расчетов.

В результате совместных обсуждений мы выбрали временной график обмена векторами состояния между Центрами не только для нормального хода полета, но и для различных вариантов отклонения от него, в том числе для всех пяти стартовых возможностей «Аполлона».

Обмен телеграммами между Центрами производится в так называемой транслитерированной форме, когда русские слова составляются из латинских букв. И баллистики шлют из Москвы в Хьюстон телеграмму:

– SOOBSHAEM VEKTOR SOSTOIANIIA SOIUZA POSLE VTOROGO MANEVRA.

Проводя точные баллистические расчеты по схеме полета, мы понимали, что в реальном полете орбиты кораблей, действия экипажей и персонала Центров управления не будут точно соответствовать расчетным. Действительно, ракета-носитель и корабль – это сгусток систем, приборов и датчиков, пусть надежных и высокоточных, но не абсолютно надежных и не абсолютно точных. Все системы многократно проверяются, в ряде случаев системы и отдельные приборы дублируются или троируются, но и это не гарантирует стопроцентной надежности.

Наше знание параметров атмосферы и гравитационного поля Земли лишь модель «истины»; наше знание орбиты корабля содержит, кроме ошибок модели, ошибки измерений станций слежения. Математика, запрограммированная в компьютерах, позволяет свести эти ошибки к минимуму, но не к нулю. Экипаж и персонал управления – высококвалифицированные специалисты в своей области, прошедшие многочисленные тренировки, но они тоже люди.

Таким образом, возможностей отклонения хода полета от расчетного более чем достаточно. Эти отклонения могут быть в заданных пределах – мы их называем номинальными отклонениями, или разбросами. Они, в свою очередь, приводят к номинальным отклонениям в траектории носителя на участке выведения, в орбите корабля после исполнения маневров, в координатах точки посадки и к ошибкам в знании параметров орбиты. Если полет проходит в границах номинальных отклонений, то мы говорим, что и сам полет проходит номинально.

Но отклонение от полета может быть и существенным. В результате, например, отказа одной из систем носителя или корабля, грубой ошибки при работе системы, экипажа или персонала управления. Такие ситуации маловероятны, но мы все-таки должны быть к ним готовы. В этом случае мы говорим обычно, что возникла нештатная ситуация, а если нештатная ситуация существенно угрожает выполнению основных задач полета или даже безопасности экипажа, относим ее к аварийным.

В принципе отказов и ошибок, вызывающих отклонение полета от номинального, можно предположить множество. Чтобы детально их проанализировать и подготовить рекомендации к действиям в случае каждой из них, потребовались бы годы работы. Поэтому необходимо было как-то сгруппировать нештатные ситуации, выделив типовые, наиболее важные и наиболее вероятные, а затем разработать общие принципы выхода из таких ситуаций.

Здесь-то как раз и помог опыт, который и мы, и наши коллеги приобрели в работе со своими кораблями. Оказалось, что в практике обеих сторон не принято рассматривать вариант наложения аварии на аварию, то есть одновременный отказ или грубую ошибку в работе двух различных систем. Это сразу существенно снизило число исследуемых вариантов. В ряде случаев, опираясь на имеющийся опыт, удалось ограничить слишком большие диапазоны отклонений полета от номинального меньшими, но более вероятными и разумными. Например, для анализа нештатного формирования монтажной орбиты ограничили возможные высоты орбит диапазоном 170 – 500 километров.

Составляя перечень нештатных ситуаций, обмениваясь данными о возможностях наших кораблей, мы шаг за шагом продвигались в анализе, иногда совместно, иногда индивидуально, но всегда с учетом пожеланий и требований партнера. Были рассмотрены случаи нештатного выведения на орбиту, неправильного выполнения маневров, переноса маневров и точки встречи на несколько витков или на сутки, досрочной посадки основного «Союза» и старта резервного и многие другие.

Число выбранных для анализа нештатных ситуаций было все-таки велико и объем работы огромен. По количеству расчетов анализ многих нештатных ситуаций не уступал расчетам по номинальному полету. Горы бумаги и грамм результата, но полноценный грамм – четкая и лаконичная рекомендация к действию. Такие лаконичные рекомендации составили целый документ – « Баллистический анализ нештатных ситуаций».

Еще не полностью было завершено обсуждение деталей схемы полета и нештатных ситуаций, но баллистики Центров управления уже начали проводить тренировки. Весной 1974 года мы решили, не дожидаясь открытия каналов связи между Центрами, сделать контрольные расчеты на компьютерах московского и хьюстонского Центров, взяв за основу одни и те же векторы состояния и сравнив полученные после расчетов результаты. Это было первое взаимодействие именно тех компьютеров, которым предстояло проводить баллистические расчеты в ходе полета. До сих пор мы считали на других машинах по согласованной вычислительной модели ЭПАС и наши результаты совпадали. И именно эта, первая тренировка показала, какие осложнения нас ждут из-за различия моделей, используемых в Центрах.

Такого же типа тренировку мы провели в декабре 1974 года, когда каналы связи между Центрами уже открылись, и результаты подтвердили – неприятности будут, если мы не разработаем определенных рекомендаций.

В начале декабря 1974 года был проведен эксперимент по совместному слежению за полетом корабля «Союз-16». Оба Центра работали независимо друг от друга, используя измерительную информацию от своих станций слежения. На встрече делегаций в январе 1975 года мы обсудили результаты тренировок и совместного эксперимента по слежению и пришли, казалось бы, к парадоксальному выводу: если определение и прогнозирование движения одного и того же корабля Центры проводят независимо друг от друга, то результаты не только совместимые, но просто хорошие; если же один из Центров использует результаты определения орбиты другого Центра, то совместимости, мягко говоря, нет. В чем же дело?

При движении корабля в атмосфере на него действует сила атмосферного сопротивления. Величина этой силы зависит и от скоростного напора, о котором говорилось выше, и от размеров, формы, веса корабля, его ориентации по отношению к направлению движения. Эти характеристики сведены в единый параметр, называемый баллистическим коэффициентом.

Далее, поскольку реальная атмосфера не совпадает с моделью атмосферы, заложенной в компьютере, и их отличие может носить не только систематический, но и случайный характер, баллистический коэффициент используется как коэффициент согласования фактического состояния реальной атмосферы с ее моделью. Пусть на одном из витков или нескольких витках Центр обработал результаты измерения орбиты станциями слежения, определил параметры орбиты и рассчитал положение и скорость корабля на некоторый момент в будущем. Почти наверняка в этот будущий момент корабль не окажется в расчетной точке (если будет, то, значит, временно реальная атмосфера и ее модель в компьютере полностью совпали). Станции слежения проведут новые измерения орбиты, и Центр определит ее новые параметры. Для того, чтобы все-таки иметь возможность достаточно точно предсказать положение корабля на орбите в будущем, подбирают величину баллистического коэффициента так, чтобы расчет движения корабля в атмосферной модели из прошлого в настоящее соответствовал результатам измерений станций слежения в прошлом и настоящем.

Такая процедура приведения в соответствие реальной атмосферы и ее модели была принята в нашей космической практике и практике наших коллег. Проект внес новый элемент – при совместной работе мы должны ошибаться одинаково, вернее, мы должны заложить в компьютеры, проводящие баллистические расчеты, одну и ту же степень незнания реальной атмосферы.

Пусть в ходе полета «Союза» мы определили баллистический коэффициент – это означает, что мы не только знаем положение и скорость корабля в некоторый момент, но и можем рассчитать их для любого другого момента в будущем. Наши партнеры должны иметь эту же возможность, поскольку «Аполлон» сближается с «Союзом». Мы передаем в Хьюстон параметры орбиты и баллистический коэффициент, но баллистики в Хьюстоне не могут на основании этих данных правильно предсказать движение «Союза», потому что модель атмосферы у них не та, для которой был определен баллистический коэффициент. Точно такая же ситуация возникает и при передаче данных об орбите «Аполлона» из Хьюстона в Москву.

Для того, чтобы избежать необходимости прогнозировать «чужую» орбиту, можно было увеличить частоту обмена баллистическими данными между Центрами управления. Но при этом, с одной стороны, увеличился бы объем информации, которую нужно было бы готовить и передавать по каналам связи между Центрами, а с другой – был бы нанесен ущерб автономности и оперативности работы баллистиков каждого Центра.

В результате усиленной работы над атмосферной проблемой мы согласовали мероприятия, которые в основном проблему разрешили.

Во-первых, мы очень тщательно пересмотрели запланированный график обмена баллистическими данными для случая нормального полета и различных вариантов отклонения от него.

Во-вторых, наши американские коллеги провели исследование и определили поправки к своей модели атмосферы с тем, чтобы она приблизилась к модели ЭПАС.

В-третьих, они же взяли на себя обязательство в случае значительных отклонений полета от нормального рассчитывать и вводить дополнительный коэффициент согласования, так называемый к-фактор.

С помощью всех этих мер мы добились практической совместимости баллистических расчетов для реального полета. А когда все это было позади, мы могли шутить, говоря, что сделали все возможное и даже воспользовались услугами «к-баллистики» (ка-баллистики). Первопричина же наших атмосферных злоключений оказалась, пожалуй, несостоятельной – цена достигнутого нами частичного решения проблемы наверняка превзошла стоимость переделки программы хьюстонского компьютера. Да плюс эмоциональные расходы!

В ходе тренировок Центров проходила своеобразная «подчистка хвостов» по баллистике. Не всегда во время рабочих встреч при решении принципиальных вопросов проекта находилось время для скрупулезного просмотра всех деталей, больших и маленьких. А в тренировках при проигрывании всех участков полета незначительных деталей нет – все одинаково важно, как и в самом полете. Таким образом нам удалось обнаружить, а затем ликвидировать различие в расчетах момента восхода и захода Солнца на орбите; мы обнаружили расхождение в расчетах момента входа в зоны связи с некоторыми станциями США и выхода из них и договорились, как этого избежать. Мы, наконец, реально почувствовали, что такое работать с Центром управления в Хьюстоне.

В мае 1975 года наступил момент, когда можно было сказать: совместное проектирование и подготовка совместного полета практически завершены.

Осталась последняя совместная тренировка Центров управления, запланированная на конец июня – начало июля.

Теперь можно было в перерыве между работой (а ее всегда много) осмыслить ЭПАСовский период нашей жизни, кое-что из этого периода вспомнить и немного пофилософствовать.

Тот факт, что мы завершили проектирование и подготовку совместного полета по всем направлениям и службам баллистики, означал достижение баллистической совместимости и готовность к полету. Полет дал наиболее авторитетную и окончательную оценку нашей работы.

При обсуждении технических вопросов в ходе работ по проекту ЭПАС мы взаимно знакомились с подходом к решению тех или ИНЫХ задач и применяемыми методами. Такое профессиональное знакомство – тоже элемент совместимости. Он совершенно необходим в ситуациях, при которых мы по тем или иным причинам не могли полностью принять точку зрения наших партнеров при выработке общего решения и должны были идти на компромисс.

И наконец, в ходе совместной работы советско-американского баллистического коллектива появилась просто совместимость общечеловеческого плана – за годы работы вместе мы стали понимать жесты, интонацию, довольно часто многое было ясно с полуслова, а это уже прямой и немаловажный вклад в дело успешного выполнения работы.

Наш рассказ о баллистическом направлении работы над ЭПАС хотелось бы дополнить воспоминаниями, относящимися именно к общечеловеческой стороне сотрудничества. Тем более что читатель уже получил техническое представление о характере работы баллистиков.

Мы уже говорили, что в совместной работе было много трудностей. Эти трудности преодолевались иногда очень легко, а иногда тяжело. Не всегда и не во всем мы до конца понимали и принимали точку зрения коллег, иногда в наших деловых отношениях возникала напряженность, но всегда она исчезала благодаря сознанию необходимости двигаться вперед, а очень часто с помощью универсального и интернационального средства – юмора. Многие конфликтные ситуации не оставили следа в памяти, но отчетливо помнится (и это надолго), как мы техническим юмором отреагировали на них. Можно привести, например, выдержку из совместного «Юмористического проекта», необходимое техническое понимание ситуации у читателя теперь есть.

Баллистической группе рабочей подгруппы № 1 удалось к концу встречи согласовать программу работы на встрече и приступить к рассмотрению документов, подписанных на предыдущей встрече.

Кроме того, руководствуясь желанием повысить вероятность выполнения совместного полета и горячим желанием максимально удовлетворить все требования и ограничения, накладываемые на баллистику при осуществлении совместного полета, группа пришла к выводу о необходимости выполнения следующих основных положений:

1. Оба корабля запускаются со своих стартовых комплексов в юго-северном направлении в одно и то же время, тем самым снимается вопрос об очередности старта.

2. Корабли выводятся на одну и ту же квадратную орбиту...

3. В качестве даты старта выбирается 30 февраля любого года. При этом будет обеспечена посадка кораблей за 24 часа до захода Солнца в районе посадки...

6. Для дублирования участка причаливания «Аполлон» оборудован лассо и рыбачьей сетью...

... Следует дополнительно проработать вариант, когда «Аполлон» и «Союз» стыкуются на Земле.

Стороны согласились, что добавления и изменения к перечисленным основным положениям должны вноситься только без консультации между сотрудничающими сторонами.

Честно скажем, что сочинение этого проекта доставило нам и Эду Лайнберри человеческого удовлетворения не меньше, чем согласование какого-либо сложного технического вопроса.

В гостях у Кена Янга.

Кен Янг был не только одним из «величайших баллистиков мира» (рост около двух метров), не только специалистом, возглавлявшим последние годы баллистическую подгруппу НАСА, но и большим шутником. С его легкой руки слово «борщ» для наших коллег стало синонимом «очень хорошо»; с его участием был составлен русско-английский разговорник из слов и выражений, наиболее часто употребляющихся в наших переговорах, например: «Я согласен, но...» Он выучил и часто произносил, правда, иногда совсем уж в неподходящих ситуациях: «Сгинь, нечистая сила!»

Многие встречи мы начинали не с обычного приветствия, а с вопроса:

«А что ты здесь делаешь?» – которому в английском нашелся точный эквивалент. Вместе с Кеном мы на мотив популярной американской мелодии сочинили песню с русско-английскими куплетами о нашей работе с обращением к нашим «боссам»: «Франк и Тимченко! Вы наши боссы, и поэтому мы любим вас». Эту песню мы репетировали и под гитарный аккомпанемент Янга, кажется не без успеха, исполнили перед нашей рабочей группой.

Очень трудно, а скорее, просто невозможно упомянуть всех советских и американских специалистов по баллистике, которые в той или иной мере приняли участие в работе по программе ЭПАС. Особенно полезную работу по подготовке баллистического обеспечения полета провели Владимир Дмитриевич Ястребов, ставший баллистиком еще до полета первого спутника и его партнер Билл Воленхапт. Они оба ветераны космической техники, оба закончили войну в Германии, оба тяготеют к вопросам определения и прогнозирования орбит. Уже говорилось, сколь трудно было провести исследование нештатных ситуаций. В том, что к полету мы были во всеоружии, большая заслуга Валерия Григорьевича Ермакова, который провел дотошный анализ большого числа возможных и практически невозможных аварийных ситуаций. Вместе с ним работали Боб Мэрриэм и Ранни Мур.

Встреча советских гостей на ранчо в штате Техас.

Наши встречи в Москве и Хьюстоне были лишь своего рода «оперативками», на которых сопоставлялись и обсуждались результаты работы за некоторый прошедший период, проводилась их оценка на совместимость и вырабатывалось взаимоприемлемое решение, ставились новые задачи на будущее. Встречи проводились несколько раз в год, а работа шла непрерывно. И если объем работы в ходе встреч был большим, то можно представить, каков был объем подготовительных исследований, расчетов.

В заключение хотелось бы отметить, что основное отличие наших американских коллег как специалистов от нас было, пожалуй, в их более узкой специализации. На одной из встреч, например, вместе со мной в Хьюстоне работали 11 американских коллег.

Несомненно, что любой из тех, кто принимал участие в работе баллистической подгруппы с советской стороны – В. Д. Ястребов, В. Г. Ермаков, Е. С. Макаров, В. П. Гаврилов, – практически одинаково успешно мог бы обсуждать и решать любую проблему баллистики ЭПАС. И некоторое довольно условное разделение работы между нами было вызвано только большим объемом вопросов, которые мы должны были решать в ходе подготовки проекта и полета.

Мы и наши коллеги, конечно, во многом люди разные, но, когда у нас общая задача, которую мы все понимаем и одобряем, мы можем работать вместе.

Наш проект доказал, что получается совсем неплохо.

НА РАЗНЫХ
МЕРИДИАНАХ

Июньским днем 1971 года мы – небольшая группа советских специалистов – вылетели из Москвы в Нью-Йорк. Путь наш лежал дальше, в город Хьюстон, в космический Центр имени Джонсона – на первую рабочую встречу с американцами. Впереди была долгая совместная работа, и очень многое зависело от этой встречи.

В Хьюстоне нас поселили в местечке, которое называется «Центр чистых озер». Мы его тут же перекрестили в «Чистые пруды». Стояла невыносимая жара, и в гостинице, в учреждении, в автомобиле – повсюду журчали кондиционеры. «Как же вы жили здесь, когда не было кондиционеров?» – спрашивали мы у хозяев. «А мы здесь и не жили», – улыбаясь, отвечали они.

Этот город, шестой по размерам в США, стал расти невиданными темпами лишь с начала 50-х годов. Расположен он вблизи Мексиканского залива, чуть ли не в самом жарком месте нашей планеты.

Наш приезд вызвал в космическом Центре имени Джонсона доброжелательный интерес: сотни сотрудников толпились у многочисленных окон и стеклянных стен близлежащих зданий, оживленно обсуждая наше появление.

В просторном зале заседаний мы и наши коллеги сели по разные стороны длинного стола. Директор Центра господин Р. Гилрут произнес приветственную речь, с ответным словом выступил академик Б. Н. Петров, затем состоялось представление участников переговоров.

Мне поручено руководить от нашей стороны рабочей группой по системам управления. Кто же будет руководителем с американской стороны? Объявляют: Дональд Читем. Очень приятно – мы знакомы. Оба привстали и помахали друг другу.

В сентябре 1967 года в Вене проходил Второй международный симпозиум по автоматическому управлению в космическом пространстве. Советский автоматический аппарат «Луна-9» мягко сел тогда на поверхность планеты. Мне довелось рассказывать на симпозиуме ) принципах построения системы управления аппаратом, а Дональд Читем докладывал о стратегии управления при пилотируемой посадке на Луну. Вот там-то мы и познакомились. (Сейчас Д. Читем – один из руководителей комплексной программы системы «Спейс Шаттл» – космического транспортного корабля многоразового использования...)

Вид Хьюстона.

Но знакомство знакомством, а предстояла совместная многолетняя работа. Как-то она пойдет?

Потом, несколько месяцев спустя, мы узнали и о волнениях американских специалистов. Один из них даже признался, что они просто боялись этой встречи, считали: ничего не выйдет, трудности победят желание.

Да, трудностей впереди и нам, и американцам виделось немало. Приспособить «Союз» и «Аполлон» для совместного выполнения единой программы, провести их сближение и стыковку в космосе – задача необычайно сложная. Мы прекрасно отдавали себе в этом отчет. Но мы хорошо понимали и другое: от нашей работы ждали успеха.

Пожалуй, самой сложной во всех отношениях была проблема сближения – сближения подходов к решению задачи, организационных принципов, методов работы, наконец, людей в процессе общего труда. А для нашей рабочей группы – еще и задача непосредственного сближения космических кораблей на орбите.

Группа инженеров и ученых, возглавляемая Дональдом Читемом, участвовала в создании первых американских космических кораблей, в разработке методов сближения при маневрировании и стыковке пилотируемых кораблей «Джемини» с последней ступенью ракеты-носителя «Атлас-Аджена» и кораблей «Аполлон» на околоземных и окололунных орбитах.

Все операции встречи и стыковки американских космических аппаратов выполнялись только с участием человека. А это, как мы считаем, не решает всего комплекса проблем, связанных со сближением. Так, доставку на орбитальные станции грузов, топлива, запасных частей разумнее производить с помощью автоматики, поскольку такие операции не требуют обязательного присутствия космонавтов. Это относится и к доставке на орбиту грузов, опасных для жизни человека, например ядерного горючего для реакторов, с помощью которых, скорее всего, будет обеспечиваться энергоснабжение длительно действующих орбитальных станций.

Задачу автоматической встречи и стыковки впервые решили советские специалисты в 1967 году при полете искусственных спутников «Космос-186» и «Космос-188». Система управления, разработанная в СССР, позволяет осуществлять сближение также и с участием пилота. Так происходили полеты кораблей «Союз» и их стыковка между собой и со станцией «Салют».

Начали обсуждение проблемы применительно к совместному полету. Используемый нами метод сближения предполагал запуск двух кораблей (одновременный или последовательный) таким образом, чтобы плоскости их орбит совпали. К такому выводу пришли и американские инженеры. Всем ясно: поворот плоскости орбиты потребует слишком больших затрат топлива.

Мы договорились, что на дальнем этапе сближения, когда расстояние между кораблями будет превышать сотни и даже тысячи километров, измерение и расчет параметров относительного движения двух кораблей будем вести с наземных командно-измерительных комплексов и из координационно-вычислительных центров, расположенных на собственных территориях стран – участниц эксперимента. Рассчитав величину и направление импульса скорости, необходимого для сближения, и время, когда нужно включить двигатель, Земля передаст данные на борт корабля.

И в этом подходы сторон также не расходились. Единственное ограничение в американском методе сближения состояло в том, что «активный» корабль, как правило, должен быть ниже и сзади «пассивного». При спасении низколетящего корабля такой метод едва ли применим, для обычных же траекторий полета указанное ограничение мало существенно. Разница в подходе проявилась позже.

Советские космические корабли оборудованы радиотехнической системой, обеспечивающей измерение не только относительного расстояния и радиальной скорости, но и угловой скорости линии центров – линии, соединяющей центры масс двух кораблей. Кроме того, наша радиотехническая система позволяет вести взаимное радиообнаружение кораблей и вырабатывает сигналы для углового управления ими.

«Пассивный» корабль во время сближения у нас не остается совершенно пассивным. Радиоответчик, установленный на его борту, обеспечивает нужной информацией «активный» корабль. Он сам автоматически находит своего партнера и в процессе всего сближения постоянно следит за ним, поворачивая стыковочный узел к узлу партнера.

Информация, полученная на борту «активного» корабля, выдается на пульт космонавта, а при автоматическом сближении – в вычислительное устройство. Это счетно-решающее устройство и направляет «активный» корабль для встречи на орбите. Поставь эту систему на корабль «Аполлон» – и он без затруднений сблизится с «Союзом».

Но на американском корабле система сближения несовместима с нашей. И недаром «активный» «Аполлон» при подходе к участку автономного сближения должен находиться ниже «пассивного» аппарата. Дело в том, что американские инженеры использовали для измерения положения «пассивного» корабля оптические системы. А заметить и наблюдать за перемещением светящейся точки на фоне космоса значительно удобнее, чем на фоне Земли. Правда, дальность между кораблями при этом определяется с помощью радиотехнических средств, но они ничего общего не имеют с нашими ни по методу измерения дальности, ни по используемым радиочастотам.

Сближение по методу наших американских коллег – это длительный процесс маневрирования «активного» корабля. «Пассивный» корабль не ищет активный корабль, а лишь стабилизирует свое угловое положение в пространстве и ждет его. Как видите, обе системы оказались весьма несхожи.

Шли месяцы. Наша совместная рабочая группа встречалась уже не один раз, но нам никак не удавалось сдвинуться с мертвой точки. Правда, предугадывая трудности, мы с самого начала были склонны к тому, чтобы создать общими усилиями новую систему, совместимую и универсальную.

Обе стороны с энтузиазмом разрабатывали проект. Выработали общие принципы построения системы, определили ее основные параметры, точностные характеристики, дальность действия. Обозначили параметры, которые должны быть совместимыми, и попытались определить их характеристики. В общем, все пришли к выводу, что новую систему создать можно. Но в какие сроки?

Новый стыковочный агрегат решено было изготовить в два-три года. На доработку системы жизнедеятельности могло уйти столько же времени. Что касается новой системы сближения, то только разработка алгоритмов и математическая отладка метода сближения замяла бы более трех лет. Увы, нам ничего не оставалось, как вернуться к попыткам взаимно приспособить существующие системы. Советскими инженерами было рассмотрено и такое решение задачи: поставить два радиоответчика (один советский – на корабль «Аполлон», другой американский – на корабль «Союз»), так чтобы в случае выхода из строя одного перейти на другой.

Стали анализировать, взвешивать, примерять. Оказалось, антенны, как назло, затеняли друг друга, а приборы никак не размещались в кораблях. Снова разочарование. Наступал цейтнот. Надо было принимать решение.

Тщательно взвесив все обстоятельства, сошлись на том, чтобы «Аполлон» сделать «активным» и установить американский радиоответчик на корабле «Союз». Так открылась возможность для детальной разработки всего проекта. А нам, естественно, пришлось столкнуться со всеми трудностями американских разработчиков. «Аполлон» должен обнаружить «пассивный» корабль и «захватить» его оптическим секстантом. Если координаты «активного» и «пассивного» корабля были бы известны к началу сближения абсолютно точно, то задача решалась бы сравнительно легко: достаточно было вычислить углы линии визирования относительно опорной системы координат и повернуть корабль в требуемом направлении.

Практически же все складывалось значительно сложнее. При построении опорной системы и определении координат кораблей точное целеуказание получить не удается. Можно лишь выявить ту область, где цель должна находиться. Так возникла проблема визуального обнаружения «пассивного» корабля на фоне космоса. Хотя она и была решена для корабля «Аполлон», когда он сближался со своими кораблями и станциями, но ведь «Союз» на них совсем не похож! Пришлось всем нам заново присматриваться к «Союзу».

Доктор Д. Читем рассказывает о Москве своим коллегам в Хьюстоне.

Визуально увидеть объект на большом расстоянии в космосе можно только на тех участках орбиты, где он освещен Солнцем. К тому же объект должен быть достаточно ярким. Яркость же, в свою очередь, зависит от геометрических размеров и формы объекта, характера и цвета его поверхности, от того, под каким углом он находится по отношению к Солнцу и «активному» кораблю, наконец, от расстояния до объекта. Необходимо учитывать и физиологические особенности человеческого глаза: порог чувствительности к яркости связан не только с контрастностью и цветом цели, но и со временем адаптации.

Понятно, что изменить форму кораблей и их размеры мы не имели возможности. Так что оставалось только подыскать наивыгодную ориентацию, подобрать цвет поверхности корабля «Союз», чтобы его было легко обнаружить и хорошо видеть через оптические приборы «Аполлона» с расстояния в несколько сотен километров. И. К. Куприянов, В. А. Поделякин, В. Н. Бобков и Ч. Менри принялись выбирать «платье» для «Союза». Казалось бы, лучше всего подходит матово-белая поверхность. Но тогда нарушаются тепловые режимы корабля. Мы очень надеялись, что выручат панели солнечных батарей. Однако их отражательная способность не устроила.

Засели за математические расчеты отражательных характеристик элементов конструкции при различных углах падения солнечного света. Постепенно, на каждом шагу сверяясь с возможностями системы терморегулирования и технологии производства, находили для элементов конструкции корабля «Союз» подходящую окраску. Часть приборно-агрегатного отсека и нерабочая сторона панелей солнечных батарей стали белыми, орбитальный модуль и спускаемый аппарат оставили зелеными, стыковочный узел имел металлический оттенок. Теперь надо все это проверить.

Изготовили оптический макет, и в лаборатории начались исследования видимости «Союза» при его различных положениях. Для объективности проверки проводились одновременно в двух странах. В итоге со всех точек зрения наиболее подошла ориентация, при которой корабль летит по орбите двигателем вперед и держит плоскость солнечных батарей параллельно поверхности Земли. Кстати, это обычная «орбитальная» ориентация корабля «Союз». Но она позволяла не только обеспечить видимость «Союза» с 500 километров, но и рационально разместить антенны системы речевой связи между кораблями и антенны радиосистемы измерения относительного расстояния между ними.

И снова проблема. Все, чего удалось добиться, рассчитано было для того времени, когда «Союз» освещен Солнцем. Но процесс сближения занимает несколько витков: корабли в нужный момент могут оказаться в тени Земли. Значит, необходимо обеспечить видимость кораблей и в темноте. Пришлось оборудовать корабль «Союз» проблесковыми световыми маяками белого цвета. Их установили сверху и снизу. Дальность видимости этих огней невооруженным глазом достигает 50 километров. Занялись подбором частоты вспышек. Если она велика – свет будет казаться сплошным, и корабль сольется с окружающими звездами. Не должна она быть и очень редкой, иначе нетрудно потерять место, где видели вспышку в последний раз. Один раз в секунду – такое мигание сочли наилучшим.

Кстати, уместно напомнить еще об одних огнях – для ориентации на близком расстоянии. Их предложили укрепить на концах панелей солнечных батарей корабля «Союз». Левый – красный, правый – зеленый. Два задних – белые. Такие же огни договорились установить на корабле «Аполлон». При правильной взаимной ориентации командир корабля, глядя на другой корабль, должен видеть слева зеленый, а справа красный свет. Если не так – ищи ошибку. Поскольку причаливание и стыковка намечались на светлой стороне, бортовые огни могли понадобиться только в случае каких-либо задержек или для проведения совместных экспериментов.

Процесс причаливания одного корабля к другому, пожалуй, самый ответственный момент сближения. Недаром и у нас, и в США в течение многих лет исследовались не только динамические характеристики корабля и человека, но и мышление космонавта, его воля, эмоции. Были написаны многотомные рекомендации для управления, созданы уникальные динамические стенды, приборы, помогающие космонавту в полете. Но когда мы собрались вместе и захотели состыковать корабли «Союз» и «Аполлон», то все эти «пособия» оказались малополезны.

Советские специалисты старались максимально облегчить работу космонавтов и взяли на вооружение прежде всего автоматический метод сближения. Но и метод сближения вручную был нами разработан, – так называемое кооперированное управление. В этом случае в управлении сближений участвует не только космонавт «активного» корабля, но и автоматика «пассивного». Когда «активный» корабль подходит близко, «пассивный», автоматически непрерывно следя за ним, поворачивает свой агрегат к стыковочному агрегату партнера. Хотя стыковочные узлы устанавливаются на передней части космических кораблей, прямая видимость их элементов затруднена. Поэтому для управления причаливанием на «активном» корабле есть специальное прицельное устройство, а на «пассивном» укрепляется или рисуется мишень.

«Союз-19» в космосе.

Иначе решили эту задачу американские инженеры. Они не прибегли к кооперированному управлению. Неподвижный, «пассивный» корабль у них, как уже было отмечено, не следил за «активным», что вызывало необходимость постоянно контролировать, на какой угол от «активного» корабля повернут «пассивный». В результате потребовалась мишень более сложной конструкции.

Чтобы выбрать стыковочную мишень для совместного полета, нам пришлось немало поломать голову. Дело в том, что стыковочные агрегаты имеют довольно жесткие ограничения как по скорости причаливания, так и по углам, под которыми корабли должны подойти друг к другу. Нельзя сближаться со скоростью большей 0,3 метра в секунду. Соударение кораблей может привести к необратимым деформациям. Скорость сближения, в шесть-семь раз меньшая, также неприемлема. Есть опасение, что защелки стыковочного агрегата не сработают и не произойдет сцепки кораблей. Еще более жесткие требования предъявляются к скорости бокового перемещения кораблей. А в распоряжении астронавтов не так уж много оборудования: оптический прицел, на экране которого нанесены риски и шаблоны, да мишень на корабле партнера.

Все расстояния определяются оценкой размеров корабля на экране оптического прицела. По темпу изменения этих размеров астронавт судит о скорости сближения. Малотренированный астронавт не сумеет вести корабль в требуемом диапазоне скоростей.

Надо быть откровенным: первый эксперимент по стыковке кораблей «Союз» и «Аполлон» еще не решил многих задач по спасению экипажей. Так, например, если «пассивный» корабль будет вращаться со скоростью, всего в два раза превышающей скорость поворота минутной стрелки, то из-за сложности пилотирования успех стыковки при современном оборудовании не гарантирован. Но подобная задача в данном эксперименте и не ставилась.

Для управления при причаливании космические корабли оборудованы двумя ручками управления. С помощью одной ручки космонавт управляет вращательными движениями корабля, а с помощью второй – поступательными движениями.

Эта мера, конечно, способствует весьма эффективно процессу причаливания, но не ликвидирует всех трудностей. Возьмем, к примеру, ограничения, которые накладывает стыковочное устройство на величину бокового смещения. 300 миллиметров – предельная величина, на которую может ошибиться космонавт при стыковке. Теперь легко прикинуть, что только из-за того, что стыковочный агрегат находится на некотором расстоянии от центра масс своего корабля, возьмем для примера четыре метра, поворот кораблей на один градус вокруг каждой оси от требуемого положения создает относительные отклонения стыковочных агрегатов около 200 миллиметров.

К этим ошибкам, естественно, следует добавить ошибки истинного бокового смещения двух кораблей при причаливании.

Астронавт должен четко различать эти два рода ошибок, приводящих к одному и тому же эффекту, и правильно работать ручками управления. Форма и размер мишени, по которой астронавт судит о скорости сближения кораблей, имеют решающее значение в этом процессе.

Сначала хотели взять мишень, которой пользовались на кораблях «Аполлон». Но у нее несимметричная форма, это усложняло управление. Попробовали разработать новую систему прицеливания, основанную на телевизионном принципе. Для этого передающую телекамеру надо было установить в центре стыковочного агрегата вдоль оси корабля. Тогда, используя экран приемной телекамеры, каждый космонавт мог бы управлять процессом причаливания корабля.

Руководители второй рабочей группы: В. П. Легостаев – с советской стороны (крайний слева) и Д. Читем – с американской стороны (крайний справа) обсуждают один из вариантов стыковочной мишени. Хьюстон. Ноябрь 1972 года.

Однако вскоре выяснилось, что телевизионная система слишком дорогое удовольствие. Пришлось вернуться к имеющимся средствам. Снова расчеты, подбор форм мишеней, моделирование. Члены нашей совместной рабочей группы Г. Смит, Р. Рид, И. П. Шмыглевский, В. А. Поделякин – позже он стал помощником директора проекта – и А. А. Агеев работали тщательно и оперативно. Их стараниями для программы «Союз–Аполлон» удалось найти компромиссное решение. Была выбрана мишень, близкая к мишени типа «Аполлон», но она предстала теперь в виде круглого щита, из центра которого выступает штырь с симметричным крестом на конце. Точно такой же крест – его тень – был нарисован на щите. Мишень устанавливалась на корабле «Союз» соосно с линией визирования оптического прицела корабля «Аполлон».

Если астронавт через прицел увидит, что два креста совпали (передний, выступающий крест закрыл задний – нарисованный), значит, взаимная ориентация правильная. Увидит два креста – «Аполлон» неправильно сориентирован. Задача «пассивного» корабля – точно выдерживать заданное положение в пространстве.

Из-за конструктивных особенностей корабля «Союз» мишень пришлось сделать раскрывающейся. Крест, штырь, круглый щит на Земле складывались, а после отделения корабля от носителя срабатывали пиросредства – и под действием пружины мишень занимала исходное положение. Продумали и тот вариант, при котором мишень не раскрылась бы. Поставили резервный механизм раскрытия. Американские специалисты, директора проекта лично проверяли конструкцию. Замечаний не оказалось. Вроде все правильно, надежно. Но у нас оставались еще некоторые сомнения.

Уже заканчивали составление документов на раскрывающуюся мишень и готовили ее испытание на космодроме, когда родились новые предложения. Решили установить дополнительную мишень, простую, как АБВ, или по-латыни – ABC. Так ее и назвали – ABC – три дополнительные планки снаружи на корпусе корабля «Союз» с рисованными рисками, которые в створе прицела при правильной стыковке образуют тот же крест. Т. Стаффорд после тренировки с новой мишенью сказал, что с нею работать легче и точнее.

Как-то вечером, когда мы в очередной раз были в Хьюстоне, у меня в номере гостиницы раздался телефонный звонок. Звонил А. А. Леонов. «Я сейчас приду», – сказал он. «Почему нет мишени на «Аполлоне»? – прямо с порога начал он атаку. – Я тоже умею стыковать корабли. Возможна же и нештатная ситуация?»

Это предложение совпало с нашим мнением.

Стыковочная мишень, установленная на корабле «Союз-19».

Обсудили вопрос с нашим директором проекта К. Д. Бушуевым. Да, мишень нужна. Доктор Г. Ланни также согласился с этим предложением. В итоге фирма «Рокуэлл Интернэшнл» установила на стыковочном модуле корабля «Аполлон» мишень, аналогичную нашей.

И А. А. Леонов в полете смог бы взять на себя стыковку кораблей вместо Т. Стаффорда, если бы вдруг возникла такая необходимость.



ДИАЛОГ
С ПРИСТРАСТИЕМ

Итак, проблема сближения кораблей решена. Но когда на орбите окажется единый комплекс «Союз–Аполлон», как это отразится на каждом из кораблей?

Космический корабль «Союз» нуждается в том, чтобы панели его солнечных батарей смотрели на Солнце. При такой ориентации блоки реактивных двигателей управления корабля «Аполлон» попадали в тяжелые тепловые условия. К тому же в зоне действия американского стационарного спутника связи ATS-6 требовалось определенным образом развернуть весь комплекс, чтобы обеспечить качественную телевизионную передачу с борта на Землю. А для наблюдения земной поверхности, скажем, необходима была совершенно иная ориентация. Добавлялись еще и новые условия, возникающие при совместных экспериментах, возможных нештатных ситуациях и поисках способа выхода из них.

Несколько встреч потребовалось для того, чтобы все это согласовать и увязать. Наша работа напоминала, порой, перекрестный допрос, разумеется, в рамках полного и искреннего взаимного уважения.

Они: Как вы строите ориентацию солнечных батарей на Солнце?

Мы: Осуществляем либо вручную по теневым индикаторам, либо автоматически по солнечному датчику.

Они: Когда корабль заходит в тень, вы запоминаете это положение с использованием системы управления?

Мы: Как правило, нет. Для экономии топлива по окончании ориентации на Солнце корабль «раскручивается» вокруг оси, перпендикулярной плоскости солнечных батарей и система выключается. Динамические характеристики корабля подобраны так, что это вращение технически устойчиво.

Топливо в космосе – на вес золота. Попробовали «раскрутить» всю состыкованную систему после ориентации на Солнце. Провели расчеты и нашли положение устойчивого вращения. Но, к великому сожалению, оно не совпало с нужной нам ориентацией. При вращении же вокруг оси, перпендикулярной плоскости солнечных батарей, система начинала беспорядочно кувыркаться в пространстве.

Вспомнили, система двигателей ориентации корабля «Аполлон» не выдерживает долгого прямого попадания солнечного света. Повернули ось вращения на 35 градусов. Так не опасно и для двигателей «Аполлона», и солнечные батареи «Союза» получат вполне достаточную порцию света.

Мы, конечно, знали, что вращение вокруг этой оси тоже неустойчивое, но надеялись, что все-таки оно может продержаться какое-то время. Когда и этот математический эксперимент не удался, стали разбираться глубже.

Система управления корабля «Союз» могла сориентировать систему «Союз–Аполлон» на Солнце, а затем «запомнить» это положение. На борту «Союза» есть для этого специальные гироскопические приборы. (В них используется свойство быстро вращающегося волчка – сохранять заданное положение оси вращения.) Но запасов топлива для двигателей ориентации, чтобы длительное время поддерживать комплекс в таком состоянии, было недостаточно. Стали оценивать возможности «Аполлона».

Мы: Может ли «Аполлон» ориентировать комплекс на Солнце?

Они: Да, может.

Мы: У вас есть солнечный датчик?

Они: Нет, у нас на корабле стоит гироплатформа и ряд дополнительных гироскопических устройств.

Американские специалисты предложили для решения задач полета опираться на гироскопические приборы: гироскопы «раскручиваются» на Земле, «запоминают» заданное положение и так летят с кораблем в космическое пространство.

Мы: Но если начальная ориентация потеряна, как ее восстановить?

Они: Это очень длительный процесс. Лучше не терять. Картина начала проясняться. Если корабль «Союз» возьмет на себя ориентацию состыкованной системы, то и тогда остается опасность, что при несогласованных эволюциях и разворотах (а согласовать их практически невозможно) начальная ориентация гироплатформы «Аполлона» будет нарушена, а ее восстановление – длительный процесс. Это стоит делать лишь в крайнем случае, в нештатных ситуациях. Так и решили: в нормальном полете ориентацию кораблей возьмет на себя «Аполлон».

Вторая рабочая группа на совещании. Хьюстон, 1972 год.

Они: Ну, а как система управления корабля «Союз» сможет ориентировать состыкованную систему в нештатной ситуации? Как вы ориентируете корабль на Землю?

Мы: У нас есть оптический визуальный прибор. Пролетая над светлой стороной Земли, можно повернуть корабль так, чтобы экипаж видел горизонт Земли в специальном оптическом приборе. Тогда направление полета легко определить по направлению бега деталей рельефа земной поверхности.

Они: Если потребуется ориентировать систему ночью, какие у вас для этого будут возможности?

Мы: На борту инфракрасный прибор – построитель местной вертикали. (Напомню, что Земля является источником инфракрасного излучения. Поэтому прибор, основанный на сравнении интенсивности инфракрасного излучения края Земли и космоса, может определять вертикаль на Землю в любое время орбитальных суток.)

Они: Точность ориентации?

Мы: Около градуса.

Они: Инфракрасная вертикаль дает ориентацию только одной оси. Как вы определяете курс?

Мы: На борту дополнительно стоит ионный датчик. (Поясняю неспециалистам: космический корабль, поднявшись на высоту 200 километров, летает в ионосфере. Специальные ионные датчики улавливают встречный поток заряженных частиц (ионов), набегающих со скоростью 8 километров в секунду. Для определения направления курса их два. При повороте корабля на небольшой угол в один из них попадает меньше ионов, в другой – больше. Электрический сигнал, соответствующий этой разнице, поступает на исполнительные органы, и корабль возвращается в прежнее положение.)

Они: Инфракрасная вертикаль и ионные датчики дают возможность построить орбитальную подвижную систему координат. Как вы запоминаете постоянное положение в пространстве?

Мы: В корабле «Союз» установлен, в частности, гирокомплекс.

Они: Если в результате неисправностей в системе управления «Аполлон» не сможет самостоятельно построить начальную ориентацию для спуска на Землю, то как это сделать с помощью корабля «Союз»?

Была разработана методика спасения и для такого, прямо скажем, маловероятного случая.

Г. Смит, сменивший Д. Читема на посту руководителя группы управления с американской стороны, Р. Хейкен, К. Линзи, М. Джанесс, Б. П. Скотников, О. И. Бабков, И. П. Шмыглевский, участвовавшие в этом диалоге с пристрастием, сделали все возможное, чтобы системы успешно и полностью выполнили программу полета.

Как при соединении двух различных молекул синтезируется новая со свойствами, отсутствующими в них, взятых в отдельности, так и при стыковке «Союза» и «Аполлона», двух «разнохарактерных» космических кораблей, образуется новая динамическая система с качествами, не свойственными ее основным частям. Эти новые качества состыкованной системы, размеры которой достигают 20 метров, а вес – 21 тонны, обусловлены, прежде всего, упругими свойствами конструкций кораблей, наличием в составе системы солнечных батарей корабля «Союз», баков корабля «Аполлон», заполненных сравнительно большим количеством топлива, и стыковочного агрегата. Как поведет себя такой объект при проведении различных операций? Будет ли обеспечиваться устойчивость движения и заданная точность проведения всех маневров при минимальных энергетических затратах?

Разрешение этой задачи требовало большого опыта, сложных расчетов на электронно-вычислительных машинах, затем проведения тонких экспериментов и моделирования с использованием реальной аппаратуры.

Состыкованная конструкция «Союз–Аполлон» достаточно эластична, и кратковременное включение даже маленького реактивного двигателя, который бы попадал в такт колебаний, только увеличило бы их размах. Опасность возрастает еще больше, если в такт с работой двигателя начнет колебаться жидкость в топливных баках. Управляемая динамическая система может войти в режим, близкий по своему характеру к резонансу. К чему это приводит, известно из школьных учебников. Мост в Петербурге рухнул под чеканным шагом взвода солдат. Трагедию Токомского моста, упавшего в США, ученые объясняют совместным воздействием ветра и упругости конструкции. Сколько ученых и инженеров работают над решением аналогичных задач! Вот почему так внимательно и скрупулезно изучалась проблема управляемого «моста» «Союз–Аполлон».

Инженеры Л. И. Алексеев и Б. П. Скотников, с нашей стороны, Р. Ли, К. Линзи, Р. Хейкен – с американской, а также ряд других инженеров и исследователей обеих стран потратили немало сил и времени для разрешения этих вопросов. Задача заключалась прежде всего в том, чтобы добиться соответствия математической модели динамической системе. Но не только. Нужно было исследовать необходимые и возможные режимы работы систем управления, которые при проектировании не предназначались для функционирования в составе подобной состыкованной системы.

Были ли трудности в разрешении этой задачи? Да, были! Особенно из-за упругости системы из состыкованных кораблей. Сама по себе задача моделирования динамических процессов с учетом упругости конструкции очень сложна и в настоящее время недостаточно полно разработана. Мы представляли возможные последствия и особенно тщательно исследовали этот вопрос. В результате пришлось отказаться от некоторых традиционных режимов работы реактивных двигателей обоих кораблей, так как это приводило к автоколебаниям и большому перерасходу топлива.

В нашей совместной работе встречались трудности не только технического характера. Но нашим шутливым девизом был лозунг: «Нет проблем!», который, как и слова «Спутник» и «Союз», произносился американцами по-русски. Не раз за круглым столом взрывалась «бомба» нежелательных результатов. Но всякий раз совместными усилиями мы аккуратно собирали «осколки» и заботливо ремонтировали образующуюся «брешь». Мы хорошо понимали, что кроме нас это сделать некому.

Вспоминается обсуждение задачи о реакции корабля на перемещения космонавтов. Первое мнение Доктора Р. Хейкена: «Нет проблем». Кажется, он прав! Сравнивая маленькую массу космонавта с несоизмеримо большей массой космической системы и учитывая, что система управления рассчитана на то, чтобы успокаивать колебания, можно, действительно, усомниться в правомерности постановки этой задачи. Первые результаты расчетов на вычислительных машинах, показавшие большие перегрузки, были восприняты как ошибочные.

Взяли тайм-аут на размышление. Проведенные исследования динамических нагрузок на элементы конструкции космических кораблей при некоторых периодически повторяющихся движениях космонавтов, например приседаниях во время утренней физзарядки, показали, что эти нагрузки действительно могут привести к нежелательным явлениям. Пришлось сесть и договориться о мерах по ограничению характера перемещения космонавтов и астронавтов во время полета. Никто не хотел рушить «мосты».

Атмосфера плодотворного труда и доброжелательности, богатый опыт, разносторонность научного багажа участников встреч, да и серьезность постановки самой проблемы в значительной степени способствовали ее успешному разрешению.

Решив вопросы ориентации и устойчивости состыкованной системы, мы продолжали вместе с американскими коллегами тщательно изучать особенности построения систем управления и исполнительных органов обоих кораблей. И делали мы это не ради праздного любопытства. Надо было знать, что будет, если откажет какой-нибудь двигатель, не откроется или не закроется какой-то клапан? Каков запас прочности у баков? Не может ли проникнуть жидкость или газ в отсек экипажа? От всего этого зависела безопасность полета.

Произошла стыковка, а двигатели не выключаются. Ваши действия? В космическом Центре имени Л. Джонсона отрабатываются нештатные ситуации. Справа налево: Л. Никольсон, Г. Ланни, В. П. Легостаев, Б. Н. Петров.

Каждая сторона в отдельности при создании своих космических кораблей, конечно, уделяла самое большое внимание таким исключительно важным вопросам. Однако и нам, и американцам необходимо было убедиться в том, что и корабль другой стороны имеет определенные «запасы прочности» по всем системам, в том числе и по системе управления. Показать друг другу, например, что даже при возникновении в полете отдельных, случайных отказов оборудования в системах управления имеются резервные возможности продолжения и успешного завершения программы полета.

Пути обеспечения надежности во многом оказались сходными, хотя и обнаруживались известные различия.

Сходство заключалось в том, что в обоих кораблях системы управления имели, как мы говорили, избыточность, способность обеспечить нормальную работу при возникновении любого отказа. Общим являлось и то, что многие операции могли выполняться как полуавтоматически (то есть автоматической аппаратурой, но при участии пилота), так и вручную.

Отличия оказались в конкретных методах обеспечения резервирования в системах управления. Например, на «Союзе» в некоторых приборах применялся принцип троирования. Сигнал проходил одновременно по трем независимым каналам. Если в двух из трех каналов они совпадали, то прибор срабатывал. На «Аполлоне» же имелись две раздельные равноправные подсистемы управления. При отказе одной из них экипаж производил переключение управления кораблем на другую.

Мы остановились бы на полпути, если бы решили только задачу надежности выполнения программы полета. Надо было еще гарантировать спасение экипажей даже из самых тяжелых положений. О. И. Бабков и Ч. Беннет потрудились на совесть. Составленный ими документ по безопасности из двух страничек вырос в столистовый том. Даже на случай нехватки топлива на одном из кораблей был разработан порядок действий схода с орбиты и возвращения на Землю. Чтобы находить решение всех этих вопросов, потребовалось много настойчивости, смекалки, доброй воли и неустанных трудов.

Мы уже заканчивали работу над последними страницами документа по безопасности системы управления, когда к нам обратился А. Г. Решетин. К тому времени им были завершены расчеты по газодинамике. По его расчетам и проведенному эксперименту выходило, что в момент, когда расстояние между кораблями уменьшается до 5 – 10 метров, струя газа из двигателей системы управления «Аполлона» будет настолько плотна и горяча, что обшивка орбитального модуля корабля «Союз» при длительной работе двигателей может прогореть. Прогар обшивки – это разгерметизация. О последствиях и подумать страшно. Об этом было доложено директорам.

Выход был один – сократить суммарное время работы двигателей, «дующих» в сторону «Союза», до минимума. Пошли на тренажер. Т. Стаффорд, Д. Слейтон и В. Бранд сели в кабину. «Развели» корабли на 10 метров, начали сближение. Математическое моделирование и эксперимент астронавтов показали, что это время не превышает три-четыре секунды. Это не страшно для «Союза». Но астронавтам все же было дано указание о регламенте работы двигателей при стыковке.

Закончился совместный полет кораблей «Союз» и «Аполлон». Все приборы систем управления работали безотказно, программа выполнена полностью, да мы в этом и не сомневались. Д. Читем после полета прислал мне письмо. Есть в нем такие строки: «На одной из первых встреч в заключительном докладе вы сказали за нас обоих, что мы так уверены в безопасности и успехе, что готовы сами стать добровольцами этого полета.

Когда я наблюдал по телевизору сближение, стыковку и открытие переходного люка, я вспомнил ваши слова и мысленно пожал вашу руку в тот момент, когда А. Леонов и Т. Стаффорд пожали руки друг другу».

Да, рукопожатие в космосе стало возможным после того, как мы рука об руку вместе потрудились на Земле.